第二章實(shí)驗(yàn)3探究求合力的方法

1、第二章相H：作用實(shí)驗(yàn)3探究求合力的方法考試標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)內(nèi)容必考要求加試要求實(shí)驗(yàn)3:探究求合力的方法必考實(shí)驗(yàn)自清基本實(shí)驗(yàn)要求1. 實(shí)驗(yàn)原理互成角度的兩個(gè)力F2與另外一個(gè)力F 產(chǎn)生相同的效果， 看F2用平行四邊形定則求出的合力F與F 在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否相同.2. 實(shí)驗(yàn)器材木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)、三角板、刻度尺.3. 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上.(2) 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá) 某一位置0如實(shí)驗(yàn)原理圖所示.用鉛筆描下結(jié)點(diǎn) 0的位置和兩個(gè)細(xì)繩套的方向并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，利用刻度尺和 三角

2、板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F.(4) 只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置0，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F和細(xì)繩的方向.(5) 比較F 與用平行四邊形定則求得的合力F，看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相同.1 .正確使用彈簧測(cè)力計(jì)(1) 將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后水平互鉤對(duì)拉過(guò)程中，讀數(shù)相同，可選；若不同，應(yīng)另?yè)Q或調(diào)校,直至相同為止.(2) 使用時(shí)，讀數(shù)應(yīng)盡量大些但不能超出范圍.被測(cè)力的方向應(yīng)與軸線(xiàn)方向一致.(4)讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)、平視刻度.2. 注意事項(xiàng)(1) 位置不變：在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同.(2) 角度合適：用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地

3、拉橡皮條時(shí)，其夾角不宜太小，也不 宜太大，以 60100為宜.(3) 在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)形變應(yīng)盡量大一些細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于 確定力的方向.(4) 統(tǒng)一標(biāo)度：在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫(huà)力的圖示選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力 的圖示稍大一些.3. 誤差分析(1) 誤差來(lái)源：除彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等.減小誤差的辦法： 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度盤(pán)，要按有效數(shù)字位數(shù)要求和彈簧測(cè) 力計(jì)的精度正確讀數(shù)和記錄. 作圖時(shí)使用刻度尺，并借助于三角板，使表示兩力的對(duì)邊一定要平行必考題型突破命題點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)【例1】在“探究求合力的方法”時(shí)

4、，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有 繩套的兩根細(xì)繩.實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過(guò)兩細(xì)繩套用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互 成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條.(1) 實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中，下列哪些說(shuō)法是正確的 (填字母代號(hào)).A 將橡皮條拉伸相同長(zhǎng)度即可B 將橡皮條沿相同方向拉到相同長(zhǎng)度C 將彈簧測(cè)力計(jì)都拉伸到相同刻度D .將橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置(2) 同學(xué)們?cè)诓僮鬟^(guò)程中有如下議論，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說(shuō)法是(填字母代號(hào))A 兩細(xì)繩必須等長(zhǎng)B .彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行C 用兩彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)之差應(yīng)盡

5、可能大D .拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些(3) 本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 (填字母代號(hào)).A .理想實(shí)驗(yàn)法B .控制變量法C .等效替代法D .建立物理模型法解析(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是為了驗(yàn)證力的平行四邊形定則，即研究合力與分力的關(guān)系.根據(jù)合力與分力是等效的，本實(shí)驗(yàn)橡皮條兩次沿相同方向拉伸的長(zhǎng)度要相同.故A錯(cuò)誤，B正確；在白紙上標(biāo)下第一次橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)的位置，第二次將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置， 表明兩次效果相同，而彈簧測(cè)力計(jì)不必拉到相同刻度故C錯(cuò)誤，D正確故選B、D.(2) 通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條時(shí)，并非要求兩細(xì)繩等長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤;測(cè)量力的實(shí)驗(yàn)要求盡

6、量準(zhǔn)確，為了減小實(shí)驗(yàn)中因摩擦造成的誤差，操作中要求彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，故B正確；用彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)，拉力不能太大，也不能太小故C錯(cuò)誤；為了更加準(zhǔn)確的記錄力的方向，拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì) 繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，故 D正確.故選B、D.(3) 該實(shí)驗(yàn)采用的方法為等效替代法，故選C.答案 (1)BD(2)BD(3)C題組階梯突破】1 “探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)原理是等效原理，其等效性是指()A .使彈簧測(cè)力計(jì)在兩種情況下發(fā)生相同的形變B 使兩分力與合力滿(mǎn)足平行四邊形定則C .使兩次橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相等D .使兩次橡皮條與兩繩套的結(jié)點(diǎn)都與0點(diǎn)重合答案 D解析 在“探究

7、求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，兩次拉伸橡皮條時(shí)，伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度及伸長(zhǎng)的方向均C錯(cuò)誤，D正確;相同，兩分力與合力的作用效果才相同，才具有等效替代關(guān)系，因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤；合力與分力之間實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小和方向是可以不同的，選項(xiàng)滿(mǎn)足平行四邊形定則是客觀規(guī)律，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.2 在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，下列器材中需要用到的是()A 彈簧測(cè)力計(jì)B 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C .天平D .秒表答案 A3 在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)歷了以下實(shí)驗(yàn)步驟：A .在白紙上按比例作出兩個(gè)力Fi和F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作圖求出合力F ;B 只用一個(gè)測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩把橡皮條拉同樣長(zhǎng)度；C .記下兩個(gè)測(cè)力計(jì)

8、 Fi和F2的讀數(shù)，并且記錄它們的方向；D 在水平放置的木板上，墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上P點(diǎn)，用兩條細(xì)繩連接在橡皮條的另一端，通過(guò)細(xì)繩同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與細(xì)繩的連接點(diǎn)到達(dá)某一位置 0,并記下此位置，如圖 1所示；E.記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù) F 和細(xì)繩方向，按同一比例作出這個(gè)力的圖示，比較這個(gè)實(shí)測(cè)合力 F 和按平行四邊形定則求出的合力F，看它們的大小和方向是否相近；F用刻度尺測(cè)量出 P、0之間的距離并記錄；G改變兩測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論.上述實(shí)驗(yàn)步驟有明顯的錯(cuò)誤，這個(gè)步驟是 (填選項(xiàng)前的字母)；正確的操作應(yīng)為(2) 上述實(shí)驗(yàn)步驟中有一

9、步驟是多余的，這個(gè)步驟是 (填選項(xiàng)前的字母)；(3) 將以上實(shí)驗(yàn)步驟按正確順序排列，應(yīng)為 (填選項(xiàng)前的字母)答案 (1)B 只用一個(gè)測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條，使橡皮條能與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)到達(dá)0位置(2)F (3)DCABEG解析(1)步驟B中，沒(méi)有說(shuō)明沿著同一方向拉橡皮條達(dá)到同樣長(zhǎng)度，故合力的方向可能測(cè)量錯(cuò)誤；(2)該實(shí)驗(yàn)要使一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力產(chǎn)生相同的形變效果，不需要測(cè)量 形變量的具體數(shù)值，只需要使橡皮條沿著同一方向伸長(zhǎng)相同的長(zhǎng)度即可，故不需要測(cè)量O之間的距離；組裝器材，測(cè)量分力：DC;求解合力的理論值： A ;測(cè)量合力的實(shí)際值：BE ;分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：G;所以實(shí)驗(yàn)步驟為 DCA

10、BEG.4如圖2為“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)，三個(gè)細(xì)繩套 Li、L2、L3共系于一個(gè)結(jié)點(diǎn)，另一端 分別系于輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì) A、B和重物M上，A掛于固定點(diǎn)P.手持B拉動(dòng)細(xì)繩，使結(jié)點(diǎn)靜止 于0點(diǎn).(1) 某次實(shí)驗(yàn)中A的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為 N ;(2) 實(shí)驗(yàn)時(shí)要在貼于豎直木板的白紙上，記錄 、和Li、L2、L3的方向及 M的重力.(3) 下列實(shí)驗(yàn)要求中必要的是 (填選項(xiàng)的字母代號(hào)).A .彈簧測(cè)力計(jì)需要在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行校零B .細(xì)繩套方向應(yīng)與木板平面平行C .需要用托盤(pán)天平測(cè)量重物M的質(zhì)量D .彈簧測(cè)力計(jì)B始終保持水平答案 (1)2.00 (2)0點(diǎn)的位置 A、B的示數(shù) (3)AB解析(1)A的讀

11、數(shù)為2.00;實(shí)驗(yàn)時(shí)要在貼于豎直木板的白紙上，記錄0點(diǎn)的位置、A、B的示數(shù)和Li、L2、L3的方向及M的重力；(3)彈簧測(cè)力計(jì)需要在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行校零，選項(xiàng)A正確；細(xì)繩套方向應(yīng)與木板平面平行，以減小實(shí)驗(yàn)的誤差，選項(xiàng)B正確；不需要用托盤(pán)天平測(cè)量重物M的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；彈簧測(cè)力計(jì) B不一定要始終保持水平，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選A、B.命題點(diǎn)二拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例2小麗用如圖3所示的裝置“探究求合力的方法”.用一木板豎直放在鐵架臺(tái)和彈簧所在平面后其部分實(shí)驗(yàn)操作如下，請(qǐng)完成下列相關(guān)內(nèi)容：甲乙圖3a.如圖甲，在木板上記下懸掛兩個(gè)鉤碼時(shí)彈簧末端的位置0;b卸下鉤碼然后將兩繩套系在彈簧末端，用兩彈簧測(cè)力計(jì)將彈簧末端拉到同

12、一位置0,記錄細(xì)繩套 AO、B0的及兩彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的讀數(shù)圖乙中B彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為N（保留2位小數(shù)）;C.小麗在坐標(biāo)紙上畫(huà)出兩彈簧拉力Fa、Fb的大小和方向如圖丙所示，請(qǐng)你用作圖工具在圖丙中作出Fa、Fb的合力Fd 已知鉤碼的重力，可得彈簧所受的拉力F如圖丙所示，e.最后觀察比較 F和F ，得出結(jié)論.解析 根據(jù)“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)原理，要記錄細(xì)繩套 AO、B0的方向和拉力大小，拉力大小由彈簧測(cè)力計(jì)讀出，分度值為0.1 N，估讀一位：11.40 N利用平行四邊形定則作出FA Fb的合力F ，作圖如下：f.O%卜IF丙答案見(jiàn)解析題組階梯突破】5 在做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)時(shí):圖4(1)要

13、使每次合力與分力產(chǎn)生相同的效果，必須 A 每次將橡皮條拉到同樣的位置B 兩彈簧測(cè)力計(jì)的夾角相同C 每次彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)必須相同D 只要一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)相同就行如圖4所示，是甲、乙兩位同學(xué)在做“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，則其中 同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí).答案A (2)甲解析(1)要使每次合力與分力產(chǎn)生相同的效果，每次需將橡皮條拉到同樣的位置，故B、C、D錯(cuò)誤，A正確；(2)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，拉力的方向一定沿繩子方向，作圖法得到的合力一定在平行四邊形的對(duì)角線(xiàn)上，由于誤差的存在，與實(shí)驗(yàn)值有一定的差別，故甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)6 某同學(xué)在做探究求合力的方法實(shí)驗(yàn)時(shí)，把橡皮條的一端用圖釘固定于P點(diǎn)，同時(shí)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將橡皮條的另一端拉到位置0,這時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為Fa = 3.5 N、Fb=4.0 N，其位置記錄如圖5所示倘若橡皮條的活動(dòng)端僅用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉著，也把它拉到0點(diǎn)位置，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為Fc = 6.0 N，其位置如圖所示.圖5(1)用3 mm表示1 N，在圖6中作出力Fa、Fb和Fc的圖示.oA圖6根據(jù)平行四邊形定則在圖中作出Fa和Fb的合力F, F的大小