2024届高考一轮复习物理教案(新教材人教版)第二章相互作用实验三探究.pdfVIP

实验三探究两个互成角度的力的合成规律

目标要求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．

实验技能储备

1．实验原理

如图所示，分别用一个力F、互成角度的两个力F、F，使同一条一端固定的橡皮条伸长到

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同一点O，即伸长量相同，根据合力的定义，F为F和F的合力，作出力F及F、F的图

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示，分析F、F和F的关系．

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2．实验器材

方木板，白纸，弹簧测力计(两个)，橡皮条，小圆环，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉

(若干)，铅笔．

3．实验步骤

(1)装置安装：在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另

一端固定，橡皮条的原长为GE.

(2)两力拉：如图乙，在小圆环上系上两个细绳套，用手通过两个弹簧测力计互成角度地共同

拉动小圆环，小圆环处于O点，橡皮条伸长的长度为EO.用铅笔描下O点位置、细绳套的方

向，并记录两弹簧测力计的示数F、F.

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(3)一力拉：如图丙，改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点，记下细绳套的

方向和弹簧测力计的示数F.

(4)重复实验：改变拉力F和F的大小和方向，重复做几次实验．

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4．数据处理

(1)用铅笔和刻度尺从点O沿两细绳套的方向画直线，按选定的标度作出F、F和F的图示．

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(2)以F和F为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线代表

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的力记为F′，如图丁．

(3)分析多次实验得到的多组数据，比较F与F′在误差允许的范围内是否完全重合，从而总

结出两个互成角度的力的合成规律：平行四边形定则．

5．注意事项

(1)弹簧相同：使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，

要设法调整指针，使它指在零刻度处，再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，

两个测力计的示数相同方可使用．

(2)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时小圆环的位置一定要相同．

(3)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°～120°之间为宜．

(4)尽量减少误差：在合力不超出弹簧测力计的量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一

些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．

(5)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．

考点一教材原型实验

例1(2023黑龙江省哈师·大附中高三检测)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验

中，实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示，E为橡皮筋原长时小圆环的位置，O为实验

时小圆环被拉至的位置．

(1)图丁中弹簧测力计的示数为________N；

(2)在实验过程中，不必记录的有________；

A．甲图中E的位置

B．乙图中O的位置

C．OB、OC的方向

D．弹簧测力计的示数

(3)下列选项中，与本实验要求相符的是________；

A．两细绳OB、OC夹角越大越好

B．读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度

C．实验时，只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可

(4)某次实验记录纸如图戊所示，拉力F和F的方向分别过P和P点，拉力F的方向过P

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点；三个力的大小分别为：F＝N、F＝N和F＝N，得出正确实验结论后，请根据实验