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,高中物理·必修1·滬科版,,,第4章 怎樣求合力與分力 4.1 怎樣求合力（二）,1,2,探究互成角度的兩個(gè)力合成的平行四邊形定則,練習(xí)用作圖法求兩個(gè)力的合力,大小相等、方向相同,三角板、刻度尺,一、實(shí)驗(yàn)原理,二、實(shí)驗(yàn)器材,一. 實(shí)驗(yàn)過程,,1．儀器的安裝 (1)釘白紙：用圖釘把一張白紙釘在方木板上，將方木板放在水平桌面上． (2)拴繩套：用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩套．,,2．操作與記錄 (1)兩力拉：用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O(如圖所示)．用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測力計(jì)的讀數(shù)． (2)一力拉：只用一個(gè)彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向．,,3．作圖對(duì)比 (1)理論值：在白紙上按比例從O點(diǎn)開始作出兩個(gè)彈簧測 力計(jì)同時(shí)拉橡皮條時(shí)拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F (如圖所示)． (2)測量值：按同樣的比例用刻度尺從O點(diǎn)起作出一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮條時(shí)拉力F′的圖示． (3)相比較：比較F′與用平行四邊形定則 求得的合力F 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi) 是否重合．,,4．重復(fù) 改變兩個(gè)分力F1和F2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，比較每次的F與F′在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等．,,二、誤差分析 1．彈簧測力計(jì)使用前沒調(diào)零會(huì)造成誤差． 2．使用中，彈簧測力計(jì)的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧測力計(jì)的外殼和紙面之間有摩擦力存在會(huì)造成誤差． 3．兩次測量拉力時(shí)，橡皮條的結(jié)點(diǎn)沒有拉到同一點(diǎn)會(huì)造成偶然誤差． 4．兩個(gè)分力的夾角太小或太大，F(xiàn)1、F2數(shù)值太小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖時(shí)，會(huì)造成偶然誤差．,,三、注意事項(xiàng) 1．結(jié)點(diǎn) (1)定位O點(diǎn)時(shí)要力求準(zhǔn)確； (2)同一次實(shí)驗(yàn)中橡皮條拉長后的O點(diǎn)必須保持位置不變． 2．拉力 (1)用彈簧測力計(jì)測拉力時(shí)要使拉力沿彈簧測力計(jì)軸線方向； (2)應(yīng)使橡皮條、彈簧測力計(jì)和細(xì)繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi)； (3)兩個(gè)分力F1、F2間的夾角θ不要太大或太小． 3．作圖 (1)在同一次實(shí)驗(yàn)中，選定的比例要相同； (2)嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力．,解析,例1：李明同學(xué)在做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮條的結(jié)點(diǎn)位置O以及兩只彈簧測力計(jì)拉力的大小，如圖所示．,(1)試在圖中作出無實(shí)驗(yàn)誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F 表示此力．,,,,根據(jù)力的平行四邊形 定則作圖,(2)有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是( ) A．兩彈簧測力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮條的拉力大 B．橡皮條的拉力是合力，兩彈簧測力計(jì)的拉力是分力 C．兩次拉橡皮條時(shí)，需將橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O，這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計(jì)拉力的效果相同 D．若只增大某一只彈簧測力計(jì)的拉力大小而保持橡皮條結(jié)點(diǎn)位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧測力計(jì)拉力的大小即可,AC,另一彈簧測力計(jì)的拉力的 大小和方向必須都改變,,,合力為零，它們之間不是合力與分力的關(guān)系,,,,,(3)如圖(b)所示是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？(力F′是用一只彈簧測力計(jì)拉時(shí)的圖示) ________________________________________________,根據(jù)平行四邊形定則作出的F 一定在對(duì)角線上，未必在 橡皮條所在直線上,用一只彈簧測力計(jì)拉的力F ′，肯定與橡皮條在同一直線上， 未必會(huì)是平行四邊形的對(duì)角線,張華的實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí),(4)在以上比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，造成誤差的主要原因是：(至少寫出兩種情況) ___________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________,①F1的方向比真實(shí)方向偏左,②F2的大小比真實(shí)值偏小且方向比真實(shí)方向偏左,③作圖時(shí)兩虛線不分別與F1線和F2線平行,解析,,真實(shí)值,從圖可知： 用平行四邊形定則作出的 F 比真實(shí)方向偏左,例2：在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖所示，其中A 為固定橡皮條的圖釘，O 為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．,(1)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是( ) A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．建立物理模型法,解析,兩個(gè)力作用使橡皮條結(jié)點(diǎn)O 伸長到某一點(diǎn)，另一個(gè)力作用也使橡皮條結(jié)點(diǎn)O 伸長到同一點(diǎn)（力的作用效果是相同的）,B,例2：在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖所示，其中A 為固定橡皮條的圖釘，O 為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．,(2)本實(shí)驗(yàn)中，采取下列哪些方法和步驟 可以減小實(shí)驗(yàn)誤差( ) A．兩個(gè)分力F1、F2間的夾角越大越好 B．拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些 C．實(shí)驗(yàn)中，彈簧測力計(jì)必須與木板平行 D．讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測力計(jì)刻度,BCD,,600~1200,,,便于確定兩拉力的方向,1.在做完“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)后，某同學(xué)將其實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行了回顧，并在筆記本上記下如下幾條體會(huì)，你認(rèn)為他的體會(huì)中正確的是( ) A．用兩只彈簧測力計(jì)拉橡皮條時(shí)，應(yīng)使兩細(xì)繩套間的夾角為90°，以便算出合力的大小 B．用兩只彈簧測力計(jì)拉橡皮條時(shí)合力的圖示F 與用一只彈簧測力計(jì)拉橡皮條時(shí)力的圖示F′不完全重合，在誤差允許范圍內(nèi)，可以說明“力的平行四邊形定則”成立 C．若F1、F2方向不變，而大小各增加1 N，則合力的方向也不變，大小也增加1 N D．在用彈簧測力計(jì)拉橡皮條時(shí)，應(yīng)使彈簧測力計(jì)的彈簧與木板平面平行,BD,,,實(shí)驗(yàn)中不需要計(jì)算出合力的大小， 沒必要設(shè)定夾角為90°,F1、F2夾角不確定，它們的大小與合力F 的大小關(guān)系不確定，不能通過F1、F2大小 的變化確定F 大小的變化,,,2.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形 定則”.彈簧測力計(jì)A 掛于固定點(diǎn)P ，下端用細(xì)線掛一重物M. 彈簧測力計(jì)B 的一端用細(xì)線系于O 點(diǎn)，手持另一端向左拉， 使結(jié)點(diǎn)O 靜止在某位置.分別讀出彈簧測力計(jì)A 和B 的示數(shù)， 并在貼于豎直木板的白紙上記錄O 點(diǎn)的位置和拉線的方向.,3.6,(1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為_______N.,,(2)下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是________ （請?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母） A. 應(yīng)測量重物M 所受的重力 B. 彈簧測力計(jì)應(yīng)在使用前校零 C. 拉線方向應(yīng)與木板平面平行 D. 改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要 使O 點(diǎn)靜止在同一位置,D,,,,,,,,2.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形 定則”.彈簧測力計(jì)A 掛于固定點(diǎn)P ，下端用細(xì)線掛一重物M. 彈簧測力計(jì)B 的一端用細(xì)線系于O 點(diǎn)，手持另一端向左拉， 使結(jié)點(diǎn)O 靜止在某位置.分別讀出彈簧測力計(jì)A 和B 的示數(shù)， 并在貼于豎直木板的白紙上記錄O 點(diǎn)的位置和拉線的方向.,,,只要三個(gè)力合力為0,(3)某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)A 的指針稍稍 超出量程，請您提出兩個(gè)解決辦法.,①改變彈簧測力計(jì)B 拉力的大小,②減小重物M 的質(zhì)量,（或?qū) 更換成較大量程的彈簧測力計(jì)， 改變彈簧測力計(jì)B 拉力的方向）,解析：,,,,,,,,,,,,,,,,,2.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形 定則”.彈簧測力計(jì)A 掛于固定點(diǎn)P ，下端用細(xì)線掛一重物M. 彈簧測力計(jì)B 的一端用細(xì)線系于O 點(diǎn)，手持另一端向左拉， 使結(jié)點(diǎn)O 靜止在某位置.分別讀出彈簧測力計(jì)A 和B 的示數(shù)， 并在貼于豎直木板的白紙上記錄O 點(diǎn)的位置和拉線的方向.,,,再見,