鲁科版高中物理必修第一册精品课件 第4章 力与平衡 实验 探究两个互成角度的力的合成规律.ppt

第4章实验:探究两个互成角度的力的合成规律

学习目标思维导图1.验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。(科学探究)2.进一步练习用作图法求两个共点力的合力。(科学思维)

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一、实验原理让两个互成角度的共点力F1和F2作用于某一物体,并产生明显的作用效果;然后用一个力F来代替F1和F2,产生同样的作用效果。作出F的图示,再根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示,比较F与F找出其中的规律。二、实验器材木板、橡皮筋、细线、弹簧测力计、图钉、白纸、铅笔、、。?三角板刻度尺

三、实验步骤1.在铺有白纸的木板上,将橡皮筋一端用图钉固定于A点,另一端与两细线打一个结点。两细线分别挂上弹簧测力计。2.分别用力拉两只弹簧测力计,用铅笔标出结点被拉伸到的位置,记为O点。记下此时两只弹簧测力计的示数F1、F2,并沿两细线标记出力的方向。

3.如图乙所示,按适当的比例作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板,以F1、F2为邻边画出,并画出对角线F。?4.用力拉一只弹簧测力计,同样将结点拉到处,记下此时弹簧测力计的示数F,并沿细线标记出力的方向。作出F的图示。?5.比较F与F的大小和方向,看它们在实验误差允许范围内是否相同,从而验证平行四边形定则。平行四边形O

易错辨析判一判(1)实验中合力与分力的作用效果相同,此实验中力的作用效果是指橡皮筋伸长的长度相同。()(2)记录细绳的方向时,在细绳下白纸上点两个相距较远的点即可。()×解析此处力的作用效果是指把橡皮筋末端拉到同一位置,不仅伸长的长度相同,拉的方向也相同。√解析细绳下白纸上点两个相距较远的点,再用尺子连成线就是细绳的方向。

(3)每次实验时,只要记录弹簧测力计的示数就可以了。()(4)用两弹簧测力计拉橡皮筋时,两弹簧测力计间的夹角应取90°。()×解析每次实验时,要记录弹簧测力计的示数和细线的方向。×解析两弹簧测力计间的夹角可以任意选取,只要不太大也不太小就可以。

合格考试练一练有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的质量相等,当系统静止时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3,回答下列问题:(1)(多选)改变钩码个数,实验能完成的是()A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4C.钩码的个数N1=N2=N3=4D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5BCD

(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是()A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时,你认为下图中(选填“甲”或“乙”)是正确的。?A甲

解析(1)实验中的分力与合力的大小关系必须满足|F1-F2|≤F3≤F1+F2,因此B、C、D选项是可以的。(3)实验中F3是竖直向下的,所以甲图正确。

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探究一实验原理与操作情境探究如图所示,实验时由作图法得到的合力F和单个弹簧测力计测量的实际合力F忘记标注而造成错乱,你如何加以区分?提示由弹簧测力计测量合力时必须使橡皮筋伸直,所以与AO共线的合力表示由单个弹簧测力计测量得到的实际合力F,不共线的合力表示由作图法得到的合力F。

知识归纳实验数据分析的方法(1)理论值:在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力计同时拉橡皮筋时弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。(2)实际值:按同样的比例用刻度尺从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮筋时拉力F的图示。(3)相比较:比较F与F在实验误差允许的范围内是否相等。名师点睛在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。

应用体验【例题1】“验证力的平行四边形定则”实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的F与F两力中,方向一定沿AO方向的是。?F解析力F为用一只弹簧拉橡皮筋时力的大小和方向,所以F与AO的方向相同。

针对训练1在验证力的平行四边形定则时,先将橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮筋,一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮筋,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋。(1)实