第三章实验:探究两个互成角度的力的合成规律课件.pptx
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1、第三章相互作用力实验:探究两个互成角度的力的合成规律1.探究两个互成角度的力合成时遵循的规律.2.进一步练习使用作图法求两个共点力的合力.学习目标技能储备技能储备精析典题精析典题随堂随堂演练演练内容索引NEIRONGSUOYIN方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、细绳、轻质小圆环、三角板、图钉(若干)、铅笔.一、实验仪器一、实验仪器技能储备橡皮条刻度尺1.合力F的确定:一个力F可以把橡皮条末端的小圆环拉到某点,两个力F1、F2共同作用,也能把橡皮条末端小圆环拉到 ,则F与F1和F2共同作用 相同,则F是F1和F2的合力.2.合力理论值F的确定:根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示,求出
2、合力的理论值F.3.在实验误差允许的范围内,比较F和F是否 相等、相同.二、实验原理二、实验原理同一点效果大小方向1.在方木板上用图钉固定一张白纸,如图1甲所示,用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A点,在橡皮条的另一端挂上轻质小圆环.三、实验步骤三、实验步骤图图12.用两个弹簧测力计分别钩住小圆环,互成角度地拉橡皮条,将小圆环拉到某位置O,用铅笔描下小圆环O的位置和拉线的 ,并记录两弹簧测力计的读数.3.用一个弹簧测力计拉橡皮条,将小圆环拉到 ,记下弹簧测力计的读数和拉线的 .方向4.如图乙所示,利用刻度尺和三角板,按适当的比例作出用两个弹簧测力计拉时的拉力F1和F2的图示以及用一个弹簧测力计拉
3、时的拉力F的图示,以F1、F2为邻边画出 ,并画出对角线F.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.同一位置O方向平行四边形四、注意事项四、注意事项1.小圆环位置O点(1)定位O点时要力求准确;O点为小圆环圆心在白纸上的投影点.(若实验器材没有小圆环,则用绳子与橡皮筋的结点代替小圆环)(2)同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须位于 .2.拉力(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向;(2)应使橡皮条、弹簧测力计和小圆环位于与纸面 的同一平面内;(3)两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小.F1、F2所拉的两根细绳适当长一些,记录细绳
4、方向的两点要尽量远些.同一位置平行3.作图(1)在同一次实验中,选定的比例要 ;(2)严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形,求出合力.相同五、误差分析五、误差分析1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差.2.实验时弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间有摩擦力存在会造成误差.3.两次测量拉力时,小圆环没有拉到同一点会造成偶然误差.4.两个分力的夹角太小或太大以及F1、F2数值太小,应用平行四边形定则作图时,都会造成偶然误差.例1 1(2019北京市东城区高一上期末)某同学用如图2所示装置做“验证力的平行四边形定则”的实验,橡皮筋的一端固定在水平木板上的P点,另一端系有两个绳套.实验中先
5、用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮筋,将橡皮筋拉至某一位置O.再只用一个弹簧测力计,通过绳套把橡皮筋拉到与前面相同的位置O.一、实验原理及操作一、实验原理及操作精析典题图图2(1)为完成该实验,下述必须有的步骤是_.(填正确选项前的字母)A.测量细绳的长度B.测量橡皮筋的原长C.记录弹簧测力计的示数D.记录结点O的位置E.通过细绳记录拉力的方向CDE(2)下列关于操作过程的说法正确的是_.(填正确选项前的字母)A.橡皮筋、弹簧测力计和细绳应位于与木板平行的同一平面内B.两细绳之间的夹角一定要取90,以便计算合力的大小C.拉橡皮筋的细绳要短一些,标记同一细绳方向的两点要近一些D.弹
6、簧测力计的示数适当大些有利于减小误差E.同一次实验中,用一只弹簧测力计拉橡皮筋时,结点的位置必须与用两只弹簧测力计拉时的位置重合ADE(3)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图3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.图图3图乙中的F与F两力中,方向一定沿AO方向的是_.F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B二、实验数据处理二、实验数据处理例2 2(2017全国卷)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示
7、1 mm)的纸贴在桌面上,如图4(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长.图图4(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出.测力计的示数如图(b)所示,F的大小为_N.4.0解析由题图(b)可知,F的大小为4.0 N.(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点,现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点.此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F14.2 N和F25.6 N.()用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O
8、点为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;答案见解析图解析F1长度为21 mm,F2长度为28 mm,画出力F1、F2及F合的图示,如图所示.()F合的大小为_N,F合与拉力F的夹角的正切值为_.若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则.4.00.05解析用刻度尺量出F合的线段长约为20 mm,所以F合大小为4.0 N,量出合力箭头处到y轴的距离和所作合力在y轴投影的长度,则F合与拉力F的夹角的正切值为0.05.三、实验创新三、实验创新例3 3(2019河北定州中学高一期末)有同学利用如图5所示
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