内容正文:
习题课3
受力分析和共点力的平衡
利用力的作用的相互性,即施力物体同时也是受力物体,从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个物体是否受到相应的力的作用
相互判断
根据力的作用效果是否得以体现来判断物体是否受到某个力的作用
效果判断
根据力的产生条件是否满足来判断物体是否受到某个力的作用
条件判断
适用于求解的是一般形状三角形问题,做法是在受力分析的基础上作出力的平行四边形,由力三角形与几何三角形相似,求解问题
相似三角形法
适用于求解直角三角形或正交分解类问题,列出三角函数表达式,然后利用表达式分析力的变化情况的方法
解析法
对研究对象的任一状态进行受力分析,根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图,然后根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。题型特点是:①合力大小和方向不变,②一个分力的方向不变
图解法
“课时跟踪训练”见“课时跟踪训练(十九)”
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“章末综合检测”见“章末综合检测(四)”
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第4章
力与平衡
第1节
科学探究:力的合成
实验:探究两个互成角度的
力的合成规律(第1课时)
实验目的
1.探究两个互成角度的共点力与其合力间的关系。
2.学习用等效思想探究矢量合成的方法。
实验器材
木板、橡皮筋、细绳、弹簧测力计、图钉、白纸、铅笔、刻度尺、三角板。
实验原理与设计
1.让两个互成角度的共点力F1与F2作用于某一物体,并产生明显的作用效果。
2.用一个力F来代替F1和F2,产生同样的作用效果。
3.测出F1、F2和F,比较它们的大小和方向,找出规律。
实验步骤
1.如图(a)所示,在铺有白纸的木板上,将橡皮筋一端用图钉固定于A点,另一端与两细线打一个结点B。两细线分别挂上弹簧测力计。
2.如图(b)所示,分别用力拉两只弹簧测力计,用铅笔标出结点B被拉伸到的位置,记为O点。记下此时两只弹簧测力计的示数F1、F2,并沿两细线标记出力的方向。
3.如图(c)所示,用力拉一只弹簧测力计。同样将结点B拉到O处。记下此时弹簧测力计的示数F,并沿细线标记出力的方向。
4.用力的图示画出F1、F2及F。
探究共点力的合成
数据分析及结论
1.数据分析
(1)比较F1、F2、F的大小和方向,能否看出三者之间的关系?试一试,将F1、F2、F的箭头端用虚线连起来,找出满足的规律并进行论证。
(2)改变两个力F1与F2的大小和夹角,再重复上述实验两次。
2.实验结论
在实验误差允许的范围内,F是F1与F2的合力,F1、F2和F满足平行四边形定则。
误差分析
1.使用中,弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在会引起系统误差。
2.两次测量拉力时,橡皮筋的结点不可能做到完全拉到同一点而造成偶然误差。
3.两个分力的夹角太小或太大,F1、F2数值太小,作出力的图示求合力时,会造成偶然误差。
注意事项
1.结点
(1)定位结点时要准确;
(2)同一次实验中橡皮筋结点位置必须保持不变。
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)应使橡皮筋、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内;
(3)两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小。
3.作图
(1)在同一次实验中,选定的比例要相同;
(2)严格按力的图示要求和作图法作出F1、F2及F之间满足的关系,求出合力。
考点一 实验原理与操作
eq \a\vs4\al([典例1]) 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________。
(2)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
(3)实验时,主要的步骤是:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点,在橡皮筋的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮筋使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示;
F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。
上述步骤中,
①有重要遗漏的步骤的序号是_