第2章 实验三 探究两个互成角度的力的合成规律-【衡中学案】2024年新高考物理一轮总复习(人教版)

衡中学案·2024 年度创新设计·新教材 (４)根据上表的实验数据在图中补齐数据点并作 出弹簧弹力 Ｆ － Ｌ 图像ꎬ得弹簧的劲度系数 ｋ ＝ 　 　 　 　 　 Ｎ / ｍꎮ (结果保留两位有效数字) ５. (２０２３􀅰福建漳州高三模拟)某同学在用如图甲所示 的装置测量某根弹簧的劲度系数ꎬ弹簧下端固定在 地面上ꎬ上端固定一个轻质薄板 Ａꎬ然后再在轻质薄 板上面放不同物体ꎬ待物体静止时ꎬ测量弹簧长度 Ｌꎬ记录物体的重力及弹簧长度ꎮ (１)该实验操作需要测量弹簧的初始长度 Ｌ０ꎬ下列 测量方法正确的是 　 　 　 　 　 (填正确答案标号)ꎻ Ａ. 将弹簧水平放置ꎬ测量其初始长度 Ｌ０ Ｂ. 将弹簧竖直放置ꎬ测量其初始长度 Ｌ０ (２)在操作正确的条件下ꎬ根据实测数据ꎬ作出了物 体重力 Ｇ 与弹簧长度 Ｌ 的关系图像ꎬ如图乙所示ꎮ 则弹簧的初始长度 Ｌ０ ＝ 　 　 　 　 　 ｃｍꎻ弹簧的劲度 系数 ｋ ＝ 　 　 　 　 　 Ｎ / ｍꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验三　 探究两个互成角度的力的合成规律 实验知识􀅰自主回顾 ＳＨＩ ＹＡＮ ＺＨＩ ＳＨＩ ＺＩ ＺＨＵ ＨＵＩ ＧＵ 一、实验目的 　 　 探究力的合成的平行四边形定则ꎻ理解等效替代 思维方法在物理学中的应用ꎮ 二、实验原理 　 　 一个力 Ｆ 的作用效果和两个力 Ｆ１、Ｆ２ 的作用效果 都是让同一条一端固定的橡皮筋伸长到同一点ꎬ所以 力 Ｆ 就是这两个力 Ｆ１ 和 Ｆ２ 的合力ꎮ 作出力 Ｆ１、Ｆ２ 和 Ｆ 的图示ꎬ再根据平行四边形定则作出力 Ｆ１ 和 Ｆ２ 的 合力 Ｆ′的图示ꎬ如图所示ꎮ 比较 Ｆ 和 Ｆ′的大小和方 向ꎬ若在实验误差允许范围内相等ꎬ则可验证平行四边 形定则ꎮ 三、实验器材 　 　 方木板一块ꎬ弹簧秤两个ꎬ白纸ꎬ橡皮条一段ꎬ细绳 套两个ꎬ图钉(若干)ꎬ三角板ꎬ刻度尺ꎬ铅笔ꎮ 四、实验步骤 　 　 (１)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上ꎮ (２)用两个弹簧测力计分别钩拉两个细绳套ꎬ互 成角度地拉橡皮筋ꎬ使橡皮筋伸长ꎬ结点到达某一位 置 Ｏꎮ (３)用铅笔描下结点 Ｏ 的位置　 和两条细绳的方 向　 ꎬ并记录弹簧测力计的读数　 ꎬ利用刻度尺和三角 板根据平行四边形定则求出合力 Ｆꎮ (４)只用一个弹簧测力计ꎬ通过细绳套把橡皮筋 的结点拉到与前面相同的位置 Ｏ 　 ꎬ记下弹簧测力计 的读数 Ｆ′　 和细绳的方向　 ꎮ (５)比较 Ｆ′与用平行四边形定则求得的合力 Ｆꎬ判 断在实验误差允许的范围内是否相等ꎮ 五、误差分析 　 　 除弹簧测力计本身的误差外ꎬ实验误差主要来源 于读数误差和作图误差两个方面ꎮ (１)减小读数误差的方法:弹簧测力计数据在允 许的情况下ꎬ尽量大一些ꎮ (２)减小作图误差的方法:作图时两力的对边一定要 平行ꎬ两个分力 Ｆ１、Ｆ２ 间的夹角越大ꎬ用平行四边形作出 的合力 Ｆ 的误差 ΔＦ 就越大ꎬ所以实验中不要把 Ｆ１、Ｆ２ 间 的夹角取得太大ꎮ 六、注意事项 　 　 (１)正确使用弹簧测力计:①本实验需要选用规 格相同的两只弹簧测力计ꎻ②使用时读数尽量大ꎬ但不 能超出量程ꎻ③被测力的方向与轴线方向要一致ꎻ④读 数时应正对、平视刻度ꎮ (２)位置不变:在同一次实验中ꎬ橡皮筋拉长后ꎬ 结点 Ｏ 的位置必须保持不变ꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 HZXA　 ０４２ 高考一轮总复习·物理·人教版 核心考点􀅰重点突破 ＨＥ ＸＩＮ ＫＡＯ ＤＩＡＮ ＺＨＯＮＧ ＤＩＡＮ ＴＵ ＰＯ 考点一 教材原型实验 典例试做 １ (２０２２􀅰山东菏泽高三期末)如图 甲为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验装置ꎬ 主要步骤如下: 将如图甲中木板水平固定ꎬ用两只弹簧测力计 Ｂ、 Ｃ 分别钩住细绳套ꎬ互成角度地拉橡皮条ꎬ使橡皮条伸 长ꎬ记下橡皮条与细绳套结点的位置 Ｏ 点、两弹簧测力计 的读数 Ｆ１ ＝４.００ Ｎ 和 Ｆ２ ＝５.４０ Ｎ 以及两绳的方向ꎻ 再用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳 套的结点拉到 Ｏ 点ꎬ记下弹簧测力计的示数 Ｆꎬ记下细 绳的方向ꎻ (１)弹簧测力计的示数(如图乙所示)Ｆ ＝ 　 　 　 　 Ｎꎻ (２)在图丙中记录了 Ｆ１、Ｆ２、Ｆ 的方向ꎬ请选定合 适的