第11讲 探究两个互成角度的力的合成规律（课件）——备战2024年高考物理一轮复习全面攻略

主讲老师：陈庆威 第11讲：探究两个 互成角度力的合成规律 目录 CONTENT 实验基本原理 实验创新 实验基本原理 第一部分 实验原理 01. 原理 如图所示，分别用一个力F、互成角度的两个力F1、F2，使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，根据合力的定义，F为F1和F2的合力，作出力F及F1、F2的图示，分析F、F1和F2的关系. 器材 实验器材 02. 方木板，白纸，弹簧测力计(两个)，橡皮条，小圆环，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(若干)，铅笔. 实验步骤 03. 步骤 1.装置安装：在方木板上用图钉固 定一张白纸，如图甲，轻质小圆环 挂在橡皮条的一端，另一端固定， 橡皮条的原长为GE. 2.两力拉：如图乙，在小圆环上系上两个细绳套，用手通过两个弹簧测力计互成角度地共同拉动小圆环，小圆环处于O点，橡皮条伸长的长度为EO.用铅笔描下O点位置、细绳套的方向，并记录两弹簧测力计的示数F1、F2. 实验步骤 03. 步骤 3.一力拉：如图丙，改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点，记下细绳套的方向和弹簧测力计的示数F. 4.重复实验：改变拉力F1和F2的大小和方向，重复做几次实验. 数据处理 04. 数据 1.用铅笔和刻度尺从点O沿两细绳套的方向画直线，按选定的标度作出F1、F2和F的图示. 2.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，此对角线代表的力记为F′，如图丁. 3.分析多次实验得到的多组数据，比较 F与F′在误差允许的范围内是否完全重合， 从而总结出两个互成角度的力的合成 规律：平行四边形定则. 注意事项 05. 注意 1.弹簧相同：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，要设法调整指针，使它指在零刻度处，再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，两个测力计的示数相同方可使用. 2.位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时　　　　的位置一定要相同. 3.角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～120°之间为宜. 小圆环 注意事项 05. 注意 4.尽量减少误差：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；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向. 5.统一标度：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. 误差分析 06. 误差 1.系统误差:弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计。 2.偶然误差:弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力F1、F2的夹角适当大些。 3.减小误差的办法 (1)实验过程中读数时视线要垂直弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录。 (2)作图时使用刻度尺或三角板,作图要规范。 学以致用 07. 例题1 (2023·黑龙江省哈师大附中高三检测)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示，E为橡皮筋原长时小圆环的位置，O为实验时小圆环被拉至的位置. 学以致用 07. 例题1 (1)图丁中弹簧测力计的示数为 N； 2.35 (2)在实验过程中，不必记录的有________； A.甲图中E的位置 B.乙图中O的位置 C.OB、OC的方向 D.弹簧测力计的示数 A 学以致用 07. 例题1 (3)下列选项中，与本实验要求相符的是______； A.两细绳OB、OC夹角越大越好 B.读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度 C.实验时，只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可 B 学以致用 07. 例题1 (4)某次实验记录纸如图戊所示，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，拉力F的方向过P点；三个力的大小分别为：F1＝2.70 N、F2＝2.30 N和F＝4.00 N，得出正确实验结论后，请根据实验结论和图中给出的标度： ①在图中作出F1和F2的合力；②根据作图求出该合力大小为 N. 由于标度已经选定，作图时要保证表示F1、F2的线段长度分别为标度的2.7倍和2.3倍，作图如图所示；合力长度约为标度的3.99倍 解析 3.99 必刷真题 08. 真题1 (2023·全国乙卷）在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤： ①用图钉将白纸固定在水平木板上。 ②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计