第4章 第1节 第1课时 探究两个互成角度的力的合成规律（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（鲁科版2019）

　

第1节　科学探究：力的合成

第1课时探究两个互成角度的力的合成规律

 (实验课—基于经典科学探究)

一、实验装置

二、实验原理

1．实验方法：等效替代法。

2．设计思路

(1)让两个互成角度的共点力F1和F2作用于某一物体，并产生明显的作用效果。

(2)用一个力F来代替F1和F2，产生同样的作用效果。

(3)测出F1、F2和F，比较它们的大小和方向，找出规律。

一、实验步骤　

1．在桌上平放一块木板，在木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在木板上。

2．用图钉把橡皮筋的一端固定在木板上的A点，在橡皮筋的另一端挂上两条细绳，细绳的另一端各系着绳套。

3.用两个弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点到达某一位置O，如图甲所示。

4．用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧测力计的示数F1、F2。(注意使弹簧测力计与木板平面平行)

5．只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮筋的结点拉到同样的位置O，如图乙所示，读出并记录弹簧测力计的示数F，记下细绳的方向。

二、数据处理　

1．取下白纸，用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按着一定的标度作出两个力F1和F2的图示，再按同一标度作出只用一个弹簧测力计拉动橡皮筋的力F的图示。

2．比较F1、F2、F的大小和方向，能否看出三者之间的关系？

试一试，以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线F′。

比较F′与合力F的大小和方向，看它们在误差范围内是否大小相等，方向相同。

3．对角线F′和合力F在误差范围内重合，说明两个共点力合成时，用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则此两邻边间的平行四边形的对角线所代表的力就是合力。

三、注意事项　

1．结点

(1)定位结点时要准确；

(2)同一次实验中橡皮筋结点位置必须保持不变。

2．拉力

(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向；

(2)应使橡皮筋、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内；

(3)两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小。

3．作图

(1)在同一次实验中，选定的比例要相同；

(2)严格按力的图示要求和作图法作出F1、F2及F之间满足的关系，求出合力。

四、误差分析