第3章 4 第2课时 实验：探究两个互成角度的力的合成规律-（课件PPT）2023-2024学年高一新教材物理必修第一册【勤径学升·同步练测】（人教版）

第三章　相互作用——力 4.力的合成和分解 第2课时　实验：探究两个互成角度的力的合成规律 第三章　相互作用——力 学习目标 1．通过实验探究两互成角度的力的合成所遵循的规律。 2．进一步练习作图法求两个共点力的合力。 第三章　相互作用——力 一、实验原理 1．合力F′的确定：一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果都是使橡皮条伸长到同一点，则F′就是F1、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、F2的合力F的图示。 3．平行四边形定则的验证：比较F和F′的大小和方向是否相同。 自主学习探新知 第三章　相互作用——力 二、实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两支)、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉(若干)。 三、实验步骤 1．钉白纸：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。 2．拴绳套：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。 第三章　相互作用——力 3．两力拉：用两支弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图所示。记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向。 4．一力拉：只用一支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。 第三章　相互作用——力 四、数据处理 1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳的方向画直线，按选定的标度作出这两支弹簧测力计的读数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′的方向作出这支弹簧测力计的拉力F′的图示。 3．比较F′和用平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同。 第三章　相互作用——力 五、误差分析 1．弹簧测力计使用前没调零会造成误差。 2．使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间有摩擦力会造成误差。 3．两次测量拉力时，橡皮条的结点O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，F1、F2数值太小，应用平行四边形定则作图时，会造成偶然误差。 第三章　相互作用——力 六、注意事项 1．结点O (1)定位O点时要力求准确； (2)同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持不变。 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)应使橡皮条、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θ不要太大或太小。 第三章　相互作用——力 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几何作图法作出平行四边形，求出合力。 第三章　相互作用——力 一、实验原理与操作 [例1]　做“探究二力合成的规律”的实验时： (1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外，还必须有________和________。 互动探究解疑难 [解析]　除已有的器材外，还应有三角板和橡皮条。 [答案]　三角板　橡皮条　 第三章　相互作用——力 (2)在做上述实验时，在水平放置的木板上垫上一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端结两个细绳套，通过细绳用两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条，使结点移到某一位置O，此时需记下：①________；②________；③________。然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长，使结点到达__________________，再记下______________。 [解析]　实验中要记录橡皮条拉伸至O点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向即细绳的方向。 [答案]　①O点位置　②细绳所指方向　③相应弹簧测力计读数　同一位置O点　弹簧测力计读数和细绳方向　 第三章　相互作用——力 (3)在某次实验中，某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉的位置，O为橡皮条与细绳结点的位置。图中________是力F1与F2的合力的理论值；________是力F1与F2的合力的实验值。通过把________和________进行比较，验证平行四边形定则。 [解析]　F是F1与F2合力的理论值；F′是F1与F2合力的实际值；比较F和F′，验证结果。 [答案]　F　F′　F　F′ 第三章　相互作用——力 二、实验数据处理 [例2]　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 1 mm)的纸贴在水平桌面上， 如图(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