第二章 实验3 探究两个互成角度的力的合成规律（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

实验3　探究两个互成角度的力的合成规律 实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉、铅笔． 实验操作 1．仪器安装 (1)在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲． (2)把橡皮条的一端固定在G点，另一端拴上两个细绳套． 2．测量与记录 (1)使用两个弹簧测力计：如图乙，描下O点位置、两个细绳套的方向，并记录两个弹簧测力计的读数． (2)使用一个弹簧测力计：如图丙，仍使小圆环处于O点，记下细绳套的方向和弹簧测力计的读数． 位置不变：互成角度的两个力与一个力产生相同的效果，所以在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同. 3．重复实验：改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验． 数据记录及分析 1．画平行四边形 (1)画分力F1、F2的图示：用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1、F2的图示． (2)画平行四边形：以F1、F2为邻边作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线为F. 2．画合力的图示：用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计的读数F′的图示． 3.观察图形 比较F′与F是否在实验误差允许的范围重合． 准确作图：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，严格按力的图示要求作平行四边形求合力． 命题点一　教材原型实验　　　　　　　　　　　　物理观念、科学探究 角度1　实验操作与注意事项 1．等效：同一次实验中两次把橡皮条拉长后的结点O位置必须保持不变． 2．合适：两分力F1、F2的夹角不要太大或太小，以60°～100°之间为宜．在合力不超出弹簧测力计的量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些． 3．平行：沿弹簧测力计轴线方向拉(与板面平行)，橡皮条、弹簧测力计和细绳套与纸面平行. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验如图甲所示，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． 甲 乙 (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力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___________________________． 答案：(1)F′　(2)B　(3)①C　E　②C中应加上“记下两条细绳的方向”　E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O” 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；而用两个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力，根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力，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，故选项B正确． (3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作过程可知，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中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O. 角度2　数据处理及误差分析 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． 请完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的相关内容． (1)如图甲所示，在铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在A点，另一端拴两个细绳套． (2)如图乙所示，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点，记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及________________． (3)如