2025高中物理一轮复习学案 实验探究课3　探究两个互成角度的力的合成规律.pdfVIP

实验探究课3

探究两个互成角度的力的合成规律

01强基础固本增分

[实验基本技能]

一、实验目的

1.验证互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则。

2.学会用作图法处理实验数据和得出实验结论。

二、实验原理

等效思想：使一个力F′的作用效果和两个力F和F的作用效果相同，

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都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，所以F′

为F和F的合力，作出力F′的图示，再根据平行四边形定则作出力F和F

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的合力F的图示，比较F、F′在实验误差允许的范围内是否大小相等、方

向相同。

三、实验器材

方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角

板、刻度尺、图钉、铅笔。

四、实验步骤

1.仪器安装

(1)如实验原理图所示，用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。

(2)用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳

套。

2.测量与记录

(1)用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡

皮条与绳的结点伸长到某一位置O，记录两弹簧测力计的读数F、F，用

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铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。

(2)只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置

O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳套的方向。

(3)改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验。

[规律方法总结]

一、数据处理

1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作

出这两个弹簧测力计的拉力F和F的图示，并以F和F为邻边用刻度尺作

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平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图

示，如图(d)。

2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤中只用一

个弹簧测力计的拉力F′的图示。

3.比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定

则。

二、误差分析

1.读数误差

减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在条件允许的情况下，尽量

大一些。读数时眼睛一定要平视，要按有效数字的读数规则正确地读数

和记录。

2.作图误差

减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定要平行，两个分力

F、F间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大，所以

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实验中不要把F、F间的夹角取得太大。

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三、注意事项

1.位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相

同。

2.角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，

其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～100°之间为宜。

3.尽量减小误差

(1)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内，形变应尽量大一些。

(2)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。

4.统一标度：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。

02研考点精准突破

考点一教材原型实验

1.(实验原理)某实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验情况

如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB

和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

(1)按照正常实验操作，图乙