第四章 第1节 第2课时 实验：探究两个互成角度的力的合成规律-【精讲精练】2023-2024学年高中物理必修第一册鲁科版(教师用书)

享学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b2xXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 #第2爆时实验：探究两个互成角度的力的合成规律 [学业要求与核心素养] 1.通过实验探究两互成角度的力的合成所遵循的规律。 科学探究 2.进一步练习作图法求两个共点力的合力。 预习案必备知识·问题导学 /通数材·匣知以·素养初成 一、实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计（两只）、橡皮筋、细线、三角板、刻度尺、图钉（若干） 二、实验步骤 1.钉白纸：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。 2.拴线：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线。 3.两力拉：用两只弹簧测力计分别钩住细线，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某 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线的方 向。 4.一力拉：只用一只弹簧测力计通过细线把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧 测力计的读数和细线的方向。 5.改变两个力F1和F2的大小和夹角，再重复实验两次。 三、数据处理 1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细线的方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧 测力计的读数F1和F2的图示，并以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F的方向作出这只弹簧测力计的拉力F'的 图示。 3.比较F'和平行四边形定则求出的合力F的大小和方向是否相同。 四、误差分析 ◆独家授权侵权必究· 享学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b2XXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差。 2.使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面 之间有摩擦力存在会造成误差 3.两次测量拉力时，橡皮条的结点O没有拉到同一点会造成偶然误差。 4.两个分力的夹角太小或太大，F、F2数值太小，应用平行四边形定则作图时，会造 成偶然误差。 五、实验规范及注意事项 1.测量前应首先检查弹簧测力计的零点是否准确，注意使用中不要超过其弹性限度。 2.实验时，弹簧测力计必须保持与木板平行，且拉力应沿轴线方向。弹簧测力计的指针、 拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位孔发生摩擦。 3.读数时应正对、平视刻度，估读到最小刻度的下一位。 4.规范合理作图：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。 探究案关键能力·互动探究 人折考点·相规伸·素养提升 一、实验原理与操作 例国做“探究二力合成的规律”的实验时： (1)除已有的器材（方木板、白纸、弹簧测力计、细线、刻度尺、图钉和铅笔）外，还必须 有 和 (②)在做上述实验时，在水平放置的木板上垫上一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上， 另一端结两个细线，通过细线用两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条，使结点移到某一位置 O,此时需记下：① ；② ③ 。然后用一个弹簧测力计把 橡皮条拉长，使结点到达 再记下 (③)在某次实验中，某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮 条与细线结点的位置。图中 是力F与F2的合力的理论值； 是力F1与F2 的合力的实验值。通过把 和 进行比较，验证平行四边形定则 [解析](1)除已有的器材外，还应有三角板和橡皮条。(2)实验中要记录橡皮条拉伸至O 点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向即细线的方向。（③）F是F1与F2合力的理论值：F '是F1与合力的实际值：比较F和F,验证结果。 ·独家授权侵权必究· 享学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b2xXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 [答案](1)三角板橡皮条 (2)①O点位置②细线所指方向③相应弹簧测力计读数同一位置O点弹簧测力计 读数和细线方向(3FF'FF 二、实验数据处理 例2某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴， 纵轴为y轴，最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上，如图()所示。将橡皮筋的一端Q固 定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。 (1)用一支测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由 测力计读出。测力计的示数如图b)所示，F的大小为 N。 (2)撒去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P 端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图（⑧）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出 两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5,6N。 橡皮筋 0 (a) (b) ①用5mm长度的线段表示1N的力，以O点为作用点，在图()中画出力F、F2的图示， 然后按平行四边形定则画出它们