第二章 实验三 探究两个互成角度的力的合成规律-（讲义）【红对勾讲与练】2024版新高考物理大一轮复习全新方案

第二章 相互作用 形螺杆相连,“T”形螺杆上套有螺母,螺母上 固定有一个力传感器,力传感器套在左右两 个固定的套杆(图2中未画出)上,弹簧的一 端挂在力传感器下端挂钩上,另一端与铁架 台底座的固定点相连。当角度传感器顶端 转盘带动“T”形螺杆转动时,力传感器会随 着“T”形螺杆旋转而上下平移,弹簧长度也 随之发生变化。 (1)已知“T”形螺杆的螺纹间距d=4.0× 10-3 m,当其旋转300°时,力传感器在竖直 方向移动 m。(结果保留两位有效 数字) (2)该探究小组操作步骤如下: ①旋转螺杆使初状态弹簧长度大于原长; ②记录初状态力传感器示数F0 以及角度传 感器示数θ0; ③旋转“T”形螺杆使弹簧长度增加,待稳定 后,记录力传感器示数F1,其增加值ΔF1= F1-F0;角 度 传 感 器 示 数θ1,其 增 加 值 Δθ1=θ1-θ0; ④多次旋转“T”形螺杆,重复步骤③的操作, 在表格中记录多组ΔF、Δθ值: 序号 ΔF(单位:N) Δθ(单位:°) 1 0.121 499.7 2 0.247 999.9 3 0.373 1 500.5 4 0.498 2 000.2 5 0.623 2 500.6 6 0.747 3 000.3 下图已描出5个点,请将剩余点在图中描出 并连线。 (3)用ΔF、Δθ(单位:度)、d 三个量计算弹簧 劲度系数k 的表达式为 ;结合 图线算出弹簧的劲度系数k= N/m (结果保留两位有效数字)。 学习至此,请完成课时作业11 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验三 探究两个互成角度的力的合成规律   1.实验原理 互成角度的两个力F1、F2 与另外一个力F' 产生相同的效果,看F1、F2 用平行四边形定 则求出的合力F 与F'在实验误差允许范围 内是否相同。 2.实验器材 木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测 力计两个、三角板、刻度尺、铅笔。 3.实验步骤 (1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木 板上。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 047 hh (2)用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套, 互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到 达某一位置O,如图甲所示。 (3)用铅笔描下结点O 的位置和两个细绳套 的方向,并记录弹簧测力计的读数,利用刻度 尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。 (4)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮 条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹 簧测力计的读数F'和细绳的方向,如图乙 所示。 (5)比较F'与用平行四边形定则求得的合力F, 看它们在实验误差允许的范围内是否相同。 4.注意事项 (1)位置不变:在同一次实验中,使橡皮条拉 长时结点的位置一定要相同,是为了使合力 的作用效果与两个分力共同作用效果相同, 这是利用了等效替代的思想。 (2)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°~100°之间为宜。 (3)在合力不超出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。 (4)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。 5.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。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋   考点一 教材原型实验 【例1】 (2022·河北保定七校联考)“验证力的 平行四边形定则”的实验如图甲所示