2024_2025学年新教材高中物理第三章相互作用__力4.2实验：探究两个互成角度的力的合成规律学案新人教版必修第一册.docxVIP

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第2课时试验：探究两个互成角度的力的合成规律

核心素养

科学探究

(1)能视察该试验现象，提出物理问题；(2)依据已有的科学探究方案，运用基本的器材获得数据；(3)能对试验数据进行整理，得到初步的结论；(4)有限制变量的意识，能制订科学探究方案，选用合适的器材获得数据；(5)能分析数据，发觉规律并形成结论，会分析导致试验误差的缘由．

试验必备·自主学习——突出基础性素养夯基

一、试验器材

方木板、白纸、________(两个)、橡皮条、小圆环、细绳套(两个)、三角板、________、图钉(若干)、铅笔．

二、试验思路

1．试验的基本思想——________法．

2．试验思路

(1)记录分力：通过两个弹簧测力计互成角度地共同拉动小圆环处于某一点，记录F1、F2.

(2)记录合力：改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环，仍使小圆环处于同一位置，记录F.

(3)视察图形：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，视察所围成的形态像不像一个平行四边形．

3．进行试验

(1)两组物理量的测量：

①分力的测量：测量分力F1大小和方向、F2大小和方向．

②合力的测量：测量合力F大小和方向．

(2)画四边形．

三、试验步骤

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，在小圆环系上两个细绳套，橡皮条另一端固定，长度为GE.

2．两个弹簧测力计的运用：如图乙，用手通过两个弹簧测力计互成角度地共同拉动小圆环，使小圆环处于O点，橡皮条伸长的长度为OE.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读数．

3．一个弹簧测力计的运用：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，登记弹簧测力计的读数和细绳套的方向．

4．视察图形：如图丁，由纸上O点动身，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，能看到所围成的形态像是一个平行四边形．

5．重复试验：用作图工具进行检验，并变更拉力F1和F2的大小和方向，重做试验，检验所围成的图形是不是平行四边形．

四、数据收集与分析

1.分力数据的收集：两个弹簧测力计互成角度，拉力F1大小和方向、F2大小和方向．

2．合力数据的收集：一个弹簧测力计，拉力F的大小和方向．

3．试验结论：以F1、F2为邻边，F为对角线所围成的四边形形态是平行四边形，所以两个互成角度的力的合成遵循平行四边形定则．

[留意事项](1)位置不变：在同一次试验中，两次拉长橡皮条时结点的位置肯定要相同．

(2)拉力方向及记录：在运用弹簧测力计时，应通过细绳套拉动小圆环，这时，弹簧与木板面平行，避开弹簧与弹簧测力计外壳有摩擦；为了提高试验精度，细绳略长一些好，以便更好地确定拉力的方向．

(3)角度合适：有两个弹簧测力计拉橡皮条时，两拉力的夹角不要太大，也不要太小，在60°～120°为宜，作力的图示时，标度要适当大些．

(4)拉力合适：在满意拉力不超过弹簧测力计的量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应当使拉力尽量大一些，以减小试验误差．

[误差分析]

(1)读数误差：弹簧测力计数据在允许的状况下，尽量大一些，读数时眼睛肯定要平视，要按有效数字正确读数和记录．

(2)作图误差．

①O的位置和两个弹簧测力计的方向画得不精确，造成作图误差．

②两个分力的起始夹角α太大，如大于120°，再重复做两次试验，为保证O位置不变(即保证合力不变)，则α变更范围不大，因而弹簧测力计示数变更不显著，读数误差较大，导致作图产生较大误差．

③作图比例不恰当、不精确等造成作图误差．

关键实力·合作探究——突出综合性素养形成

探究点一教材原型试验

典例示范

题型1试验过程与操作

例1以下是某试验小组“探究两个互成角度的力的合成规律”的过程．

(1)首选进行如下操作：

①如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE；

②如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环．小圆环在拉力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单独拉住小圆环，仍使其位于O点，如图丙．

同学们发觉，力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即________，所以F等于F1、F2的合力．

(2)然后试验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系：

①由纸上O点动身，用力的图示法画出拉力F1、F2和F(三个力的方向沿各自拉线的方向，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，得到的启示是________；

③多次变更拉力F1、F2的大小和方向，重做