2.6 探究求合力的方法-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024高考物理一轮复习100考点100讲 第二章 相互作用 第2.6讲　探究求合力的方法 【知识点精讲】 [考纲解读]　 (1)知道什么是等效替代法。 (2)能用作图法验证互成角度的两个力合成时遵守平行四边形定则。 一、实验目的 1．验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则． 2．培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力． 二、实验原理 　互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F′在实验误差允许范围内是否相等． 三、实验器材 　木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺、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，使橡皮条与绳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，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向． 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和细绳套的方向． 5．改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验． 五、数据处理 1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形，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方向作出实验步骤4中弹簧测力计的拉力F′的图示． 3．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则． 六、注意事项 1．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，读数相同． 2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同． 3．用两只弹簧测力计钩住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． 4．实验时弹簧测力计应与木板平行，读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些． 5．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向． 6．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些． 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用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向。 ②应尽量使橡皮条、弹簧秤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。 1．弹簧测力计本身的误差． 2．读数误差和作图误差． 3．两分力F1、F2间的夹角θ越大，用平行四边形定则作图得出的合力F的误差ΔF也越大． 【实验图解】 【方法归纳】 实验操作不忘“三”“二”“一” 用两个弹簧秤拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧秤示数、两细绳方向和结点O的位置)，用一个弹簧秤拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧秤示数和细绳方向)及“一注意”(结点O的位置必须在同一位置)等。 【最新高考题精练】 1．（2018年11月浙江选考物理）在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是（ ） A. 在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行 B. 每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可 C. 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 D. 描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些 2.（2018高考天津理综）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，所有器材有：方木板一块，白纸，量程为5 N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。 ①具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是______。 A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同 C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度 D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力 ②该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是_____。 对于提高实验精度最有利的是图B.3．（6分）（