2024届高考物理三轮复习讲义：实验3 探究两个互成角度的力的合成规律

实验3 探究两个互成角度的力的合成规律 一、实验装置图 二、实验器材 弹簧测力计、牛皮筋、白纸、刻度尺、图钉、细绳套 三、实验步骤 （1）用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上。 （2）用两个弹簧测力计分别钩住两个绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一点O。 （3）用铅笔描下O点的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数F1、F2，利用刻度尺和三角板作平行四边形，画出对角线所代表的力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前面实验中的相同位置O，记下弹簧测力计的读数F'和细绳的方向，以同样的标度作出力F' 的图示。 （5）比较F和F'，观察它们在实验误差允许的范围内是否重合。 四、数据分析 在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。 五、误差分析 1、在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差。 2、画力的图示时，应该选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。 六、注意事项 1、将两个弹簧测力计钩好后对拉，若两个弹簧测力计在对拉的过程中，读数相同，则可选；若不同，应另换，直至相同为止。 2、使用弹簧测力计时需与木板表面平行。 3、在同一次实验中，拉长的橡皮条的结点位置一定要相同。 七、高频考点判断（下列关于“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验对的打“√”，错的打“×”） 1、测力计可以直接钩住小圆环进行实验（ ） 2、本实验采用的科学方法是等效替代法 （ ） 3、完成步骤三后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同（ ） 4、了减小误差，两个测力计的夹角越大越好（ ） 5、橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力（ ） 6、拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些（ ） 7、拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，弹簧测力计的外壳不能与木板产生摩擦（ ） 8、拉着细绳套的两只弹簧测力计，稳定后读数应相同（ ） 9、在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点（ ） 10、测量时弹簧测力计外壳与木板之间不能存在摩擦（ ） 11、测量时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板（ ） 12、拴在橡皮条上的两条细绳必须等长，并且要尽量长一些（ ） 13、弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，弹簧测力计和桌面可以有摩擦（ ） 14、用两弹簧测力计同时拉橡皮条时，两弹簧测力计的示数之差应尽可能大（ ） 15、橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上（ ） 16、每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可（ ） 17、描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些（ ） 18、只有一把弹簧测力计也可以完成此实验（ ） 19、橡皮条对O点的拉力是合力，两弹簧测力计对O点的拉力是分力（ ） 20、两弹簧测力计拉力方向夹角越大误差越小（ ） 六、典型例题 【例题1】在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中。 步骤一：如图甲（a），轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。 步骤二：在图甲（b）中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力F1、F2 的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。 步骤三：撤去F1、F2，改用一个力F'单独拉住小圆环，如图甲（c）仍使它处于O点。x0=0.8cm （1）如下图所示，实验中需要的器材有______； （2）关于此实验的操作，下列说法正确的是______； A. 测力计可以直接钩住小圆环进行实验 B. 实验过程中，测力计外壳不能与木板有接触 C. 完成步骤三后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同 D. 为了减小误差，两个测力计的夹角越大越好 （3）弹簧测力计的示数如图乙所示，读数为______N。 （4）做实验时，根据测量结果在白纸上画出，如图丙所示，F1和F2为两个分力，请在答题纸上通过作平行四边形的方法求出合力为___N。 【例题2】有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列问题： (1)改变钩码个数，实验能完成的是_____。 A．钩码的个数N1=N2=2，N3=4 B．钩码的个数N1=N3=3，N2=4 C．钩码的个数N1=N2=N3=4 D．钩码