2025年《高中物理》实验三 探究两个互成角度的力的合成规律.pptxVIP

实验三探究两个互成角度的力的合成规律;?

素养目标

1.掌握实验原理、器材、步骤及注意事项．

2．理解教材基本实验的数据处理方法，并会进行误差分析．

3．理解创新和拓展实验原理并会处理数据，进行误差分析．;必备知识·自主落实;必备知识·自主落实;一、实验思路与操作

装置图与思路

思路：

(1)记分力(大小、方向)；(2)记合力(大小、方向)；(3)观察图形．;操作要领

(1)装置安装：在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲．

(2)记录数据：

①两个弹簧测力计的使用：如图乙，用铅笔描下O点位置和细绳套的方向，并记录两弹簧测力计的读数．

②一个弹簧测力计的使用：如图丙，仍使小圆环处于O点，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向．

(3)画图与观察图形

(4)重复实验;

二、数据处理及分析

1．画图：从白纸上O点出发用力的图示法画出拉力F1、F2和F.用虚线把拉力F的箭头分别与F1、F2的箭头连接．如图所示．

2．观察图形

观察所围成的形状像不像一个平行四边形．

?

;位置不变

同一次实验中，橡皮条拉长后的小圆环O必须保持位置不变．

拉力

(1)细绳应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳方向画直线，应在细绳两端画两个射影点．去掉细绳后，连直线确定力的方向．

(2)应尽量使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内．

(3)弹簧测力计示数尽量大些，读数时眼睛要正视，要按有效数字正确读数和记录．

;误差分析

(1)弹簧测力计本身的误差．

(2)读数误差和作图误差．

(3)两分力F1、F2间的夹角θ过大或过小，用平行四边形定则作图得出的合力F的相对误差也越大．;关键能力·分层突破;考点一教材原型实验

例1某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，所用器材：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，小圆环，刻度尺，三角板，图钉(若干个)．

主要实验步骤如下：

a．橡皮条的一端与轻质小圆环相连，另一端固定；

b.用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环运动至O点，记下两弹簧测力计的读数F1和F2及两细绳套的方向；

c．用一个弹簧测力计??小圆环拉到O点，记下弹簧测力计的读数F及细绳套的方向；

d．在白纸上做出力F、F1和F2的图示，猜想三者的关系，并加以验证．;(1)b、c步骤中将小圆环拉到同一位置O的目的是________________；

(2)某次操作后，在白纸上记录的痕迹如图丁所示，请你在图丁中完成步骤d.;例2以下是某实验小组探究“两个互成角度的力的合成规律”的过程．首先进行如下操作：

①如图甲，两细绳套栓在橡皮条的一端，另一端固定在水平木板上，橡皮条的原长为GE；

②如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动橡皮条．橡皮条和细绳套的连接点在拉力F1、F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO；

③撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住其中一根细绳套，仍使其位于O点，如图丙．;(1)同学们发现，力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，由于两次橡皮条伸长的长度、方向相同，即橡皮条对小圆环的拉力相同，所以F等于F1、F2的合力．本实验采用的科学方法是____________．

A．理想实验法B．等效替代法

C．控制变量法D．建立物理模型法

;(2)然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系：

①由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F(三个力的方向沿各自细绳的方向，三个力大小由弹簧测力计读出)；

②用虚线将拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，如图丁，此图形应该是________________；

③多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形．

;

(3)若F′是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线，一定沿GO方向的是________(选填“F”或“F′”)．;(4)若在图乙中，F1、F2夹角大于90°，现保持O点位置不变，拉力F2方向不变，增大F1与F2的夹角，将F1缓慢转至水平向右的过程中，两弹簧秤示数大小变化为________．

A．F1一直增大F2一直增大

B．F1先减小后增大F2一直增大

C．F1一直增大F2一直减小

D．F1一直增大F2先减小后增大;考点二探索创新实验

例3[2024·宁夏银川模拟]某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”，支架上有两根竖直杆，两支架后放置一竖直平板，平板上贴有白纸，左侧杆上固定一拉力传感器A，一根不可伸长的细绳一端连接拉力传感器，另一端连接在右侧杆上的B点，细绳长度大于两杆间距，不计轻小滑轮质量．;实验步骤如下：

①用天平测出重物的质量m；

②将细绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，使之处于