研究共點(diǎn)力的合成實(shí)驗(yàn)專題

1、2研究共點(diǎn)力的合成實(shí)驗(yàn)專題研究共點(diǎn)力的合成實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)原理】等效替代【實(shí)驗(yàn)器材】 兩個(gè)彈簧秤、帶繩套的橡皮筋、圖板、圖釘IiiiiIuhIiwiMH *>.o、白紙、刻度尺、量角器（三角板）使橡皮筋伸長到一定 畫出兩繩套的方向，記錄兩【實(shí)驗(yàn)步驟】1. 用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉繩套， 的位置，記下結(jié)點(diǎn)的位置 0, 彈簧秤示數(shù)F1和F2。使結(jié)點(diǎn)仍拉到位置0,畫F2. 用一個(gè)彈簧秤將橡皮筋拉伸， 出繩套方向，記錄彈簧秤示數(shù)3. 用相同標(biāo)度作出 F1、F2與合力F'以F1和F2為鄰邊 作出平行四邊形，得到其對(duì)角線F '看F '和F是否完全重 合?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】那么合力F的大小

2、和方向通過實(shí)驗(yàn)得出，如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力 F1和F2的線段為鄰邊做平行四邊形，就可以用F1、F2所夾的對(duì)角線表示。在誤差范圍內(nèi)，分力的合成符合平行四邊形定則。 【要記錄的數(shù)據(jù)：】 結(jié)點(diǎn)伸長到的位置。彈簧秤示數(shù)。3F，用平行四邊形定則作出兩個(gè)分力的合力F' 合力和兩個(gè)分力的大小用標(biāo)度量出F'大小，再比用相同標(biāo)度作出兩個(gè)分力與合力 較F '和F。注意事項(xiàng)：1）彈簧秤事先要調(diào)零；水平放時(shí)調(diào)零；使用時(shí)不能超過彈性限度。2）利用彈簧秤拉橡皮繩時(shí)須貼近且平行木板，與細(xì)線平行；細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長些，便于確定力的方向, 3）拉力應(yīng)適當(dāng)大些（誤差讀數(shù)誤差可減?。粌蓚€(gè)力之間的夾角不能太大，在

3、兩個(gè)力大小一定時(shí)，夾角越大, 合力越小，彈簧形變?cè)叫?，相?duì)誤差越大。4）2次拉，拉到同一結(jié)點(diǎn)處（效果相同）； 5）沿細(xì)繩確定拉力方向時(shí)，所選的二個(gè)定位點(diǎn)應(yīng)相距遠(yuǎn)一點(diǎn);6）圖示F , F1、F2時(shí)必須用同一標(biāo)度，且線段應(yīng)取長些;7) 分析力的大小、方向變化時(shí)，一般采用作圖法。題型一：實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)例1.(松江一模)“研究共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中 為固定橡皮筋的圖釘， 0為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)， 0B和0C為細(xì)繩，圖乙 是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖示。(1 )圖乙中的F與F'兩力中，方向一定沿 A0方向的是o(2) (單選題)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是()A.理想實(shí)驗(yàn)法B

4、.等效替代法C .控制變量法 D .建立物理模型法(3) (多選題)實(shí)驗(yàn)中可減小誤差的措施有(兩個(gè)分力Fi、F2的大小要盡量大些 兩個(gè)分力Fi、F2間夾角應(yīng)越大越好 拉橡皮筋時(shí)，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行A0間距離要適當(dāng)，將橡皮筋拉至結(jié)點(diǎn)0時(shí)，拉力要適當(dāng)大些A.B.C.D.注意理論值和實(shí)際值的比較，理論值是根據(jù)平行四邊形定則畫出，等效替代思想，誤差分析見前面。(1) F',( 2) B ,( 3) A C D例2.(青浦區(qū)一模)在做“互成角度的兩個(gè)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述中正確的是A.兩彈簧秤的拉力可以比橡皮條的拉力大;B.若橡皮條的拉力是合力，則兩彈簧秤的拉力

5、是分力;C.兩次拉橡皮條時(shí)，需將橡皮條拉到同一位置，這樣做的目的是保證兩次彈簧秤拉的效果相同;D.若只增大某一彈簧秤的拉力大小，而又要保證橡皮條結(jié)點(diǎn)的位置不變，只需調(diào)整另一彈簧秤拉力的大小即可。分力可能大于合力, 萬向。AC但分力與合力是相對(duì)于相同的受力物體而言，保證合力不變，要同時(shí)改變力的大小和例3.(普陀二模)“研究共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘， 0為橡皮的另一端栓上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套;筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),0B和0C為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖示。主要步驟是:(A) 在桌面上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上;

6、(B) 用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上的A點(diǎn)，在橡皮條(C)用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置0記下0點(diǎn)的位置和兩個(gè)彈簧秤的示數(shù);(D)按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧秤的拉力Fi和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F;(巳只用一只彈簧秤，通過彈簧秤拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧秤的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按相同標(biāo)度 作出這個(gè)力F'的圖示;(F)比較F'和F,看它們是不是相同，得出結(jié)論;上述步驟中：(1)有重要遺漏的步驟是(填序號(hào))；(2)相應(yīng)的遺漏內(nèi)容分別是(3)圖乙中的F與F'兩力中，方向一定沿 A0方向的是實(shí)驗(yàn)步驟

7、可看知識(shí)點(diǎn)，理論值和實(shí)際值差別。(1) C E F (2)記下兩個(gè)彈簧秤的細(xì)繩方向；結(jié)點(diǎn)到達(dá)0位置；改變兩個(gè)力的夾角，再做一組(或幾組)。F /例4.(黃浦、嘉定二模)(多選)在“研究共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮筋的一端固定在 個(gè)彈簧秤(量程均為 5N)通過細(xì)繩互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸長到 程，下列操作正確或設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)的是()(A)(B)(C)(D)實(shí)驗(yàn)前，先將所用的彈簧秤豎直提起，掛鉤上無任何重物，檢查讀數(shù)是否為零 將結(jié)點(diǎn)拉到位置 0時(shí)，拉力Fi、F2要適當(dāng)大些 拉橡皮筋時(shí)，橡皮筋、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近且平行于木板可以通過操作使兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)均為4N,且兩彈簧秤拉力的方向相

8、互垂直，然后再用其中一個(gè)彈簧秤來測(cè)量出它們的合力，與用作圖法求出的合力進(jìn)行比較。 注意彈簧秤的調(diào)零不是這樣做的，兩個(gè)力均為4N且相互垂直時(shí)，合力超過 5No BC題型二：實(shí)驗(yàn)誤差分析和數(shù)據(jù)處理例5.(楊浦一模)在做“研究共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)時(shí)，(1)(多選題)下面措施中有利于提高實(shí)驗(yàn)精確度的是橡皮條彈性要好，拉到 0點(diǎn)時(shí)，拉力要適當(dāng)大些.兩個(gè)分力Fi和F2間的夾角要盡量大些.拉橡皮條時(shí)，橡皮條細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近且平行紙面.套橡皮條的繩套要細(xì)些且稍長為好.(A)(B)(C)(D)(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會(huì)有誤差？若有，造成誤差的主要原因是什么？ 夾角大會(huì)增大相對(duì)誤差。(1) ( ACD )(得4分)，(

9、2)記錄力的大小、方向和作圖時(shí)等有誤差(得 2分)A點(diǎn)，用兩0點(diǎn)。關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)過A0hFX例6.(上海調(diào)研)某同學(xué)在做驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成的平行上邊形定則實(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)彈簧秤將橡皮條的另一端拉到位置Q這時(shí)兩彈簧秤的示數(shù)分別為其位置記錄如圖甲所示。倘若橡皮條的活動(dòng)端僅用一個(gè)彈簧秤拉著，也把它拉到為Fc= N，其位置如Co(1 )用1 cm表示1N,在圖乙中作出力Fa、Fb和Fc的圖示。(2) 根據(jù)平行四邊形定則在圖乙中作出Fa和Fb的合力F, F的大小為No(3) 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否能驗(yàn)證平行四邊形定則： (選填“能”或“不能”Fa=、Fb=,O點(diǎn)位置，彈簧

10、秤的示數(shù)A圖甲(A)(B)(C)(D) 度(2)A為固定橡皮筋的圖釘，0為橡皮筋（2）關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列情況正確的是A.兩彈簧秤的拉力一定比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力，兩個(gè)彈簧秤的拉力是分力C.如果將兩個(gè)繩套換成兩根橡皮筋，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果將不同D.兩次拉橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置0的目的是確保兩次彈簧秤根據(jù)平行四邊形定則作圖，確定標(biāo)度可量出大小。（1）圖略（4分）,（2）圖略（1分），（1分）（3 ）能（1分） 例6.（虹口一模）在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中。（1）（多選題）.下列哪些方法可以減小實(shí)驗(yàn)誤差（）兩個(gè)分力F1、F2間的夾角要盡量大一些兩個(gè)分力F1、F2的大小要盡量大一些拉

11、橡皮條的細(xì)繩要稍長一些實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻如果共點(diǎn)力 F1、F2的大小均不變，分力 F1固定，分力F2順時(shí) 針轉(zhuǎn)動(dòng)180。的過程中，F(xiàn)1和F2的合力大小隨著它們的夾角e變化的關(guān)系如圖所示。如果 F2繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)180。，回到原來位置，試在圖 中畫出F1和F2的合力大小隨著它們的夾角e變化的關(guān)系。誤差分析見前面，注意合力和分力以及夾角之間的關(guān)系，對(duì)稱圖形。（1）BCD（3 分）；（2）如右圖（3分，若圖線不對(duì)稱，不能給分）。例8.（崇明一模）“研究共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中 與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)位置，0B和0C為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖示。（1

12、 ）圖乙中的F與F'兩力中，方向一定沿 A0方向的拉力的效果相同注意繩套換成橡皮筋效果一樣，都只是起到傳遞力的作用，不改變力的方向，通過橡皮筋一樣可以確定。(1)F'(2 分)，(2)( D ) ( 3 分)課堂練習(xí)1. 在“驗(yàn)證力的平行四邊形法則”的實(shí)驗(yàn)中，如右圖所示是甲、乙兩位同學(xué)在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中F是用作圖法得到的合力，F(xiàn)，是 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得的合力，則哪個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的？（選填“甲”或“乙”）青浦一模第26題甲F 2'勺F 1 F勺F 'F乙2. 在“研究共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮筋的一端固定點(diǎn)在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)

13、繩的另一端都有繩套.實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套，并互成角度地拉像皮筋.用兩個(gè)彈簧測(cè) 力計(jì)把橡皮筋的另一端拉到某一確定的 0點(diǎn)，以下操作中錯(cuò)誤的是( )(A) 同一次實(shí)驗(yàn)過程中，0點(diǎn)位置允許變動(dòng)(B) 實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度(C) 實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到0點(diǎn)(D) 實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上奉賢二模第26題CD3 .如圖，在“研究力的合成”實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì) 繩的另一端都有繩套。實(shí)

14、驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條。某同學(xué)認(rèn)為在此過 程中必須注意以下幾項(xiàng)：A.兩根細(xì)繩必須等長。B橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上。C.在使用彈簧秤時(shí)要注意使彈簧秤與木板平面平行。 其中正確的是。(填入相應(yīng)的字母)10年奉賢二模第26題 C4. 在“研究共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中，下列敘述中正確的是：()A. 兩次拉橡皮條時(shí)，需將橡皮條和細(xì)線的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置，這樣做是為了保證兩次彈簧秤作用的效果 相同；B. 實(shí)驗(yàn)中，用兩彈簧秤將橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到0點(diǎn)時(shí)，兩彈簧秤之間的夾角應(yīng)取 90°不變，以便于計(jì)算合力的 大??；C. 若橡皮條的拉力是合力，則兩彈簧秤的拉力是分力；D

15、. 兩彈簧秤的拉力可以比橡皮條的拉力大。普陀第26題 AD5.在共點(diǎn)力合成的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出力的圖示，如圖。圖上標(biāo)出了 (填上述字母)不是由彈簧秤直接測(cè)得的；比較力 與 點(diǎn)力合成的平行四邊行定則得到了驗(yàn)證.在本實(shí)驗(yàn)中，下列說法是()(A)即可(B)(C)(D)通過細(xì)繩套用一個(gè)彈簧秤拉和用兩個(gè)彈簧秤拉,Fi、F2、F、F'四個(gè)力，其中 的大小和方向基本相同，說明共不正確的只要橡皮條伸長相同長度在實(shí)驗(yàn)前，一定要將彈簧秤調(diào)零實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤和所拉的繩套一定要和木板平行如果手頭只有一個(gè)彈簧秤，通過改變方法也可以完成實(shí)驗(yàn)F'(1 分)；F F ' (A )崇明二模第27題F

16、26.(多選)在“互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個(gè)彈簧秤把橡 皮條的另一端拉到某一位置 0點(diǎn)，以下操作中錯(cuò)誤的是A. 同一次實(shí)驗(yàn)過程中，O點(diǎn)位置允許變動(dòng)B. 在實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻度C. 實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向, 把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到 O點(diǎn)D. 實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到奉賢二模第17題ACDo點(diǎn)時(shí)，兩彈簧之間的夾角應(yīng)取90°不變，以便于算出合力的大小7橡皮筋的一端固定在 A點(diǎn)，另一端栓上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè) 量程為5N、最小刻度為的彈簧

17、測(cè)力計(jì)，沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)。當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到 O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖所示。這時(shí)彈簧測(cè)力 計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出。由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為N和No (只須讀到)在答題紙的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力。金山二模第16題和注意平行四邊形中的實(shí)線、虛線的區(qū)別和箭頭、標(biāo)度、單位。4-(ECTO&在“互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中，其中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1) 在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細(xì)線；通過細(xì)線同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O點(diǎn)，讀數(shù)F1和F2.(2)

18、 在紙上根據(jù)F1和F2的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力F.(3) 只用一測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩拉橡皮條，使它的伸長量與用兩測(cè)力計(jì)拉時(shí)相同，記下此時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F'和細(xì)繩的方向.以上三個(gè)步驟中均有錯(cuò)誤或疏漏，請(qǐng)指出：(1) .(2) .(3) .(1)未記下細(xì)繩方向(2) 應(yīng)根據(jù)F1和F2的大小和方向作圖(3)應(yīng)將橡皮條與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)拉到原位置O點(diǎn)在白紙上記下 O點(diǎn)和兩測(cè)力計(jì)的FiF2F9.在研究“互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)力時(shí)要注意不要讓橡皮條、 線與木板，彈簧與外殼發(fā)生 ，同時(shí)又要保證分力與合力都處在同一個(gè)上。實(shí)驗(yàn)中在橡皮條結(jié)點(diǎn)位置 O保持不變的情況下， 中一個(gè)彈簧秤的示數(shù)(

19、填“可能不變”在保持兩個(gè)分力大小不變的條件下，觀察不同夾角當(dāng)兩彈簧秤之間夾角e增大時(shí)，,“一定改變”，“一定不變”)。e時(shí)的合力大小，由數(shù)據(jù)得到如)t2105642F(牛右圖所示的合力 F與兩分力間夾角e關(guān)系圖。則下列說法正確的是(A)合力最大的變化范圍是 2NW FW 12N0 075 IT. 5(B) 合力最大的變化范圍是 2NW FW 10N(C) 兩分力大小分別為 2N和8N(D) 兩分力大小分別為 6N和8N楊浦一模第16題 摩擦，水平面，可能不變，D10.如右下圖所示，橡皮條的 伸長至E點(diǎn)，A、 的讀數(shù)不變，當(dāng)是：使使使使A.B.C.(B的讀數(shù)變小, B的讀數(shù)變小, B的讀數(shù)變小, B的讀數(shù)變大,O端固定，