内容正文:
实验三 探究两个互成角度的力的合成规律
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精典题型 深度研析
实验基础 要点梳理
一、实验基本技能
1.实验目的
(1)验证互成角度的两个共点力合成时遵循的平行四边形定则。
(2)学会用作图法处理实验数据和得出实验结论。
实验基础 要点梳理
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2.实验原理
甲 乙
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3.实验器材
方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉、铅笔。
4.实验步骤
(1)仪器安装
①如实验原理图所示,用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。
②用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。
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二、规律方法总结
1.数据处理
(1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示。
(2)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤中只用一个弹簧测力计的拉力F′的图示。
(3)比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则。
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(3)尽量减小误差
①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。
②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。
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考点一 教材原型实验(基础考点)
1.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
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(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________________。
(2)实验时,主要的步骤是:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O。记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;
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D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示;
F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。
上述步骤中:①有重要遗漏的步骤的序号是__________和________________;
②遗漏的内容分别是_________________________和________________。
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解析:(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向;而根据平行四边形定则作出的合力,由于误差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F′。
(2)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤可知,有重要遗漏的步骤的标号是C、E。
②在C中未记下两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O。
答案:(1)F′ (2)①C E ②C中应加上“记下两条细绳的方向” E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”
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操作不忘“三”“二”“一”
用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和结点O的位置),用一个弹簧测力计拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧测力计示数和细绳方向)及“一注意”(结点O的位置必须在同一位置)。
题后反思
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2.请完成“验证力的平行四边形定则”实验的相关内容。
(1)如图甲所示,在铺有白纸的水平木板上,橡皮条一端固定在A点,另一端拴两个细绳套。
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(2)如图乙所示,用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点,记下此时弹簧测力计的示数F1