第二章 实验三 探究两个互成角度的力的合成规律-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（新教材，人教版）

实验三　探究两个互成角度的力的合成规律 ◆误差分析 1．读数误差 本实验的误差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)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应尽量使橡皮条、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． (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． 热点一　实验原理及实验操作 [典题例析] [典例1]　在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在木板上的A点，两个细绳套系在橡皮条的另一端．用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，让结点到达纸面上某一位置，如图所示．请将以下的实验操作和处理补充完整： (1)用铅笔描下结点位置，记为O； (2)记录两个弹簧测力计的示数F1、F2，__________________________________________ ________________________________________________________________________； (3)只用一个弹簧测力计，__________________________________________________， 记录测力计的示数F′，沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把相应的点连成直线； (4)图乙是某同学在白纸上根据实验结果画出的图，图中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是　________　； (5)某次实验时，一同学得到力F1的方向沿图丙中OP方向，力F2的方向沿图中OM方向，两个分力的大小分别为F1＝2.0 N、F2＝2.4 N，请根据图中标示的单位长度作出F1、F2的合力F； (6)根据作图可得F1、F2的合力大小为F＝　______　N(结果保留2位有效数字)． [解析]　(2)记录两个弹簧测力计的示数F1、F2，沿细绳OB、OC的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把相应的点连成直线；(3)只用一个弹簧测力计，将细绳(套)的结点拉到O点；(4)图中的F与F′两力中，F是根据平行四边形定则画出的合力的理论值，F′是实际值，则方向一定沿AO方向的是F′；(5)作出F1、F2的合力F如图所示； (6)根据作图可得F1、F2的合力大小为F＝3.8 N. [答案]　(2)沿细绳OB、OC的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把相应的点连成直线 (3)将细绳(套)的结点拉到O点 (4)F′　(5)见解析　(6)3.8 [跟踪训练] 1．(2023·长沙模拟)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为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与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．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条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，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，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个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F； E．只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，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　________　和　________　； ②遗漏的内容分别是______________________　和　___________________________. 解析：(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而根据平行四边形定则作出的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′. (2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，B正确． (3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E. ②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是