第三章 实验：探究两个互成角度的力的合成方法-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册创新导学案word（粤教版2019）

实验：探究两个互成角度的力的合成方法

1．探究两个互成角度的力的合成方法.2.进一步练习使用作图法求两个力的合力．

1．实验原理

(1)实验方法：合力与分力的作用效果相同，可相互替代，即等效替代法．

(2)实验过程

①记录分力：通过两个弹簧测力计互成角度地共同拉动汇力圆环处于定位圆处，记录F1、F2的大小和方向．

②记录合力：改用一个弹簧测力计单独拉住汇力圆环，仍使它处于定位圆处，记录F的大小和方向．

③观察图形：用力的图示法画出拉力F1、F2和F.用虚线把拉力F的箭头分别与F1、F2的箭头连接，观察所围成的形状．

2．实验器材

具有角度圆和若干射线的平板、弹簧测力计(两个)、橡皮筋、汇力圆环、细绳(两根)、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔．

探究　探究过程·获取数据

仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”．

活动1：实验中，怎样保证分力F1、F2产生的效果与合力F产生的效果相同？

提示：两次将汇力圆环拉到定位圆处并保持静止．

活动2：实验过程中需要记录哪些实验数据？

提示：F、F1、F2的大小、方向、作用点．

活动3：如何测量合力F和分力F1、F2的大小？如何确定合力F和分力F1、F2的方向？

提示：用弹簧测力计测量力的大小，用细绳的方向确定力的方向．

活动4：采用什么方法可以直观又定量地描述出力？

提示：作力的图示．

活动5：本实验的操作步骤是什么？

提示：(1)如图甲所示，将夹子夹在“力的关系探究装置”的“0”号射线顶端．

(2)如图乙a所示，分别将弹簧测力计连接在两根细绳的末端，沿任意两条射线方向拉细绳，使汇力圆环与平板上的定位圆重合．用铅笔在平板上记下这两个

拉力的大小和方向．

(3)如图乙b所示，直接用一个弹簧测力计去拉细绳，同样使汇力圆环与平板上的定位圆重合，用铅笔在平板上记下这个拉力的大小和方向．

(4)改变第(2)步中两个拉力的大小和方向，重复上述实验步骤．

探究　分析数据·得出结论

活动1：以第一次的实验为例，应如何处理实验数据？

提示：在平板上用力的图示法作出三个力，如图所示，观察这三个力所构成的几何图形．

活动2：根据实验结果，可以得出这三个力满足什么样的几何关系呢？

提示：如果以表示两个分力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向．

活动3：本实验中的误差有哪些？

提示：(1)实验中，弹簧测力计的弹簧与外壳之间、指针与外壳之间或弹簧测力计的外壳与纸面之间有摩擦力存在会造成误差．

(2)读数误差：弹簧测力计的读数在允许的情况下，尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录．(3)作图误差

①力的作用点的位置和两个弹簧测力计拉力的方向画得不准确，造成作图误