第三章 第4节 第2课时 实验：探究两个互成角度的力的合成规律（课件）-2020-2021新教材高一物理必修第一册【创新设计】同步学考笔记（人教版）

* @《创新设计》 典例探究分析 实验基础梳理 第2课时　实验：探究两个互成角度的力的合成规律 * @《创新设计》 典例探究分析 实验基础梳理 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.会通过实验探究互成角度的两个力合成所遵从的规律。 2.练习使用作图法求两个力的合力。 1.科学探究 能从等效替代的角度提出用一个力等效替代两个力的实验思路，设计实验探究的方案，探究分力与合力的关系。 2.关键能力 实验探究能力 * @《创新设计》 典例探究分析 实验基础梳理 一、实验目的 1.练习用作图法求两个力的合力。 2.练习使用弹簧测力计。 3.探究互成角度的两个力合成所遵从的规律——平行四边形定则。 * @《创新设计》 典例探究分析 实验基础梳理 二、实验原理 1.若用一个力F′或两个力F1和F2共同作用都能把橡皮条沿某一方向拉伸至相同长度，即力F′与F1、F2共同作用的效果相同，那么F′为F1、F2的合力。 2.用弹簧测力计分别测出F′和F1、F2的大小，并记下它们的方向，作出F′和F1、F2的图示，以F1、F2的图示为邻边作平行四边形，其对角线即为用平行四边形定则求得的F1、F2的合力F。 3.比较F′与F，若它们的长度和方向在误差允许的范围内相等，则可以证明互成角度的两个力合成遵从平行四边形定则。 * @《创新设计》 典例探究分析 实验基础梳理 三、实验器材 方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔。 四、实验步骤 1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。 2.用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。 3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数F1和F2，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。 * @《创新设计》 典例探究分析 实验基础梳理 4.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳套的方向。 5.改变两个力F1和F2的大小和夹角再重复实验两次。 五、数据处理 1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套的方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2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，此对角线即为合力F的图示。 2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的F′的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示。 3.比较F′和根据平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同。 * @《创新设计》 典例探究分析 实验基础梳理 六、误差分析 1.误差来源 除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。 2.减小误差的方法 (1)实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，要根据弹簧测力计的精确度正确读数和记录。 (2)作图时用刻度尺借助于三角板，表示两力的对边一定要平行。因两个分力F1、F2间的夹角θ越大，用平行四边形定则作出的合力F与F′的误差ΔF就越大，所以，实验中不要把θ取得太大，但也不宜太小，以60°～120°之间为宜。 * @《创新设计》 典例探究分析 实验基础梳理 [例1] 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，某同学将橡皮条的一端固定于A点。 (1)用两只弹簧测力计将橡皮条的另一端拉至O点，其中一只弹簧测力计的示数如图所示，则其示数为______ N。 探究 科学探究之实验操作 * @《创新设计》 典例探究分析 实验基础梳理 (2)在分别读出两个弹簧测力计的示数F1和F2后，还必须记录的是________。 A.两细绳套的夹角 B.两个细绳套的方向 C.橡皮条伸长后的总长度 D.细绳套的长度 (3)改用一只弹簧测力计将橡皮条的另一端再次拉到O点，记下弹簧测力计示数F′及细绳套的方向。用力的图示法在纸上画出表示三个力的有向线段，以表示F1和F2的线段为邻边作平行四边形，并作出F1和F2之间的对角线F，发现对角线F与F′不重合，实验误差产生的原因有哪些？(写出一个原因即可) ____________________________________________________________________。 * @《创新设计》 典例探究分析 实验基础梳理 (4)关于本实验，下列说法中正确的是________。 A.弹簧测力计不需要在实验前进行校零 B.弹簧测力计的示数越大越好 C.拉两个细绳套时，两拉力夹角应为90° D.拉细绳套时，拉力应与木板平行 解析　(1)根据弹簧测力计每一小格代表0.2 N，则指针指示的示数为2.6 N。 (2)本实验要探究互成角度的力的合成规律——平行四边形定则，需要记录O点的位置以及F1和F2的大小和方向，故选项B