第二章 实验3 探究两个互成角度的力的合成规律-2023高考物理一轮复习【导与练】高中总复习第1轮教师用书word （新教材，鲁科版，福建专用）

实验3　探究两个互成角度的力的合成规律 (对应学生用书第41页) 一、实验目的 1.验证两个互成角度的共点力与其合力之间的关系。 2.学习用等效的思想探究矢量合成的方法。 二、实验原理 让两个互成角度的共点力F1和F2作用于某一物体,并产生明显的作用效果;然后用一个力F来代替F1和F2,产生同样的作用效果。测出F1、F2和F,比较它们的大小和方向,找出其中的规律。 三、实验器材 木板、橡皮筋、细线、弹簧测力计、图钉、白纸、铅笔、刻度尺、三角板。 四、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。两细线分别挂上测力计。 2.如图b所示,分别用力拉两只测力计,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,用力拉一只测力计,同样将结点B拉到O处,记下此时测力计的示数F,并沿细线标记出力的方向。 4.用力的图示画出F1、F2及F。 五、数据处理 1.比较F1、F2、F的大小和方向,找出三者之间的关系。 2.将F1、F2、F的箭头端用虚线连接起来,找出规律并论证。 3.作出F1与F2的合力F′的图示,看F′与F在误差允许范围内是否相等。 六、注意事项 1.使用弹簧测力计前,要先观察指针是否指在零刻度处,若指针不在零刻度处,要调整指针使其指在零刻度处。再将两只弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,如果两只弹簧测力计示数相同方可使用。 2.实验中的两个细绳套不要太短。 3.在同一次实验中,使橡皮条拉长时点O的位置一定要相同。 4.用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°～100°之间为宜。 5.在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向。弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内。要防止弹簧测力计卡壳,防止弹簧测力计或橡皮条与纸面有摩擦。 6.在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。 七、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.减小误差的办法 (1)实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘,要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录。 (2)作图时使用刻度尺,并借助三角板,一定要使表示两力的对边平行。 (对应学生用书第42～44页) 考点一　基础性实验 [例1] 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳套和一个弹簧测力计。 (1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,测量其劲度系数,得到的实验数据如表所示。 弹力F/N 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 伸长量 x/(×10-2 m) 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42 用作图法求得该弹簧的劲度系数k=　 N/m。  (2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图所示,其读数为　　　　 N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在虚线框中画出这两个共点力的合力F合,并由图计算F合=　　　　 N。  (3)在以上实验中,合力实际值与理论值有差异,造成误差的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出一条即可)。 解析:(1)根据表格数据描点,然后连成一条过原点的直线,如图所示,直线的斜率表示弹簧的劲度系数,k=≈55 N/m。 (2) 读出弹簧测力计的读数为2.10 N (保留3位有效数字);以O为顶点,画出两细绳套的方向就是两拉力方向,再确定并画好力的标度,画出两拉力的图示,以两拉力为邻边作出平行四边形,画出平行四边形的对角线,即合力F合。用刻度尺量出合力的长度,根据确定的标度算出合力的大小,即F合=3.20 N。 (3)造成误差的原因可能是弹簧弹力值不够准确,作图时分力方向未严格与弹簧测力计轴线平行,拉橡皮条时,器材不够贴近木板等。 答案:(1)55 (2)2.10　图见解析　3.20 (3)见解析 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.[实验原理与实验操作] 某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,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。 (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,主要的步骤如下: 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