内容正文:
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一轮· 物理
实验技能 自主学习
实验要点 互动探究
随堂检测 巩固提升
实验三 探究两个互成角度的力的合成方法
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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.实验仪器
力的关系探究装置、弹簧测力计(两个)、三角板、刻度尺、铅笔。
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3.实验步骤
(1)如图1所示,将夹子夹在“力的关系探究装置”的“0”号射线顶端。
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(2)如图2(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。
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(3)如图2(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)在平板上用力的图示法作出三个力的图示,如图3所示,观察这三个力的图示所构成的几何图形。
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(5)改变第(2)步中两个拉力的大小和方向,重复上述实验步骤。
(6)得出结论: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,这就是求合力的平行四边形定则。
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1.正确使用弹簧测力计
(1)将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中,读数相同,可选;若不同,应另换或调校,直至相同为止。
(2)使用时,读数应尽量大些,但不能超出弹簧测力计量程。
(3)拉力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致。
(4)读数时应正对、平视刻度。
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2.注意事项
(1)汇力圆环位置
每次实验中均使汇力圆环与平板上的定位圆重合,判断是否重合时,视线要与板面垂直。
(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、弹簧测力计和汇力圆环位于与平板平行的同一平面内。
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(3)作图
①在同一次实验中,选定的比例要相同;
②所作的图要尽量大些;
③严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形,求出合力。
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3.误差分析
(1)弹簧测力计使用前没校零会造成误差。
(2)实验时弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间有摩擦力存在会造成误差。
(3)两次测量拉力时,汇力圆环没有拉到与定位圆重合的位置会造成偶然误差。
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命题点一 教材原型实验
角度1 实验原理与操作
典例1 在“探究两个互成角度的力的合成方法”实验中,某同学利用力的关系探究装置进行操作,他先用两个弹簧测力计分别沿4、7号射线方向拉细绳,当汇力圆环与平板上的定位圆重合时,两弹簧测力计的示数如图甲所示。当用一个弹簧测力计去拉细绳时,仍使汇力圆环与平板上的定位圆重合,此时细绳沿6号射线方向,且弹簧测力计的示数F′=2.60 N,如图乙所示。
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(1)由图甲可读出两个相互垂直的拉力的大小分别为F1=________ N和F2=________ N。
2.10
1.30
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(2)在图丙上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力F。
[答案] (2)如图所示
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角度2 数据处理与分析
典例2 某同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中,利用以下器材:
两个轻弹簧A和B、白纸、方木板、橡皮筋、图钉、细线、钩码、刻度尺、铅笔。
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实验步骤如下:
(1)用刻度尺测得弹簧A的原长为6.00 cm,弹簧B的原长为8.00 cm。
(2)如图甲所示,分别将弹