實驗3 探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

實驗3探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律一、實驗裝置圖二、實驗器材彈簧測力計、牛皮筋、白紙、刻度尺、圖釘、細繩套三、實驗步驟（1）用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上。（2）用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一點O。（3）用鉛筆描下O點的位置和兩個細繩套的方向，并記錄彈簧測力計的讀數(shù)F1、F2，利用刻度尺和三角板作平行四邊形，畫出對角線所代表的力F。（4）只用一個彈簧測力計，通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到前面實驗中的相同位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)F'和細繩的方向，以同樣的標(biāo)度作出力F'的圖示。（5）比較F和F'，觀察它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否重合。四、數(shù)據(jù)分析在兩個力合成時，以表示這兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。五、誤差分析1、在滿足合力不超過彈簧測力計量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一些，以減小誤差。2、畫力的圖示時，應(yīng)該選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外，要嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出合力。六、注意事項1、將兩個彈簧測力計鉤好后對拉，若兩個彈簧測力計在對拉的過程中，讀數(shù)相同，則可選；若不同，應(yīng)另換，直至相同為止。2、使用彈簧測力計時需與木板表面平行。3、在同一次實驗中，拉長的橡皮條的結(jié)點位置一定要相同。七、高頻考點判斷（下列關(guān)于“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實驗對的打“√”，錯的打“×”）1、測力計可以直接鉤住小圓環(huán)進行實驗（）

2、本實驗采用的科學(xué)方法是等效替代法

（）3、完成步驟三后重復(fù)實驗再次探究時，小圓環(huán)的位置可以與前一組實驗不同（）

4、了減小誤差，兩個測力計的夾角越大越好（）5、橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計的拉力是分力（）6、拉橡皮條的細繩要長些，標(biāo)記同一細繩方向的兩點要遠些（）7、拉橡皮條時，彈簧測力計、橡皮條、細繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行，彈簧測力計的外殼不能與木板產(chǎn)生摩擦（）8、拉著細繩套的兩只彈簧測力計，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同（）9、在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點（）10、測量時彈簧測力計外殼與木板之間不能存在摩擦（）11、測量時，橡皮條、細繩和彈簧測力計應(yīng)貼近并平行于木板（）

12、拴在橡皮條上的兩條細繩必須等長，并且要盡量長一些（）

13、彈簧測力計、細繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，彈簧測力計和桌面可以有摩擦（）14、用兩彈簧測力計同時拉橡皮條時，兩彈簧測力計的示數(shù)之差應(yīng)盡可能大（）15、橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上（）16、每次拉伸橡皮筋時，只要使橡皮筋伸長量相同即可（）17、描點確定拉力方向時，兩點之間的距離應(yīng)盡可能大一些（）18、只有一把彈簧測力計也可以完成此實驗（）19、橡皮條對O點的拉力是合力，兩彈簧測力計對O點的拉力是分力（）20、兩彈簧測力計拉力方向夾角越大誤差越?。ǎ┝⒌湫屠}【例題1】在“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實驗中。

步驟一：如圖甲（a），輕質(zhì)小圓環(huán)掛在橡皮條的一端，另一端固定，橡皮條的長度為GE。

步驟二：在圖甲（b）中，用手通過兩個彈簧測力計共同拉動小圓環(huán)。小圓環(huán)受到拉力F1、F2的共同作用，處于O點，橡皮條伸長的長度為EO。

步驟三：撤去F1、F2，改用一個力F'單獨拉住小圓環(huán)，如圖甲（c）仍使它處于O點。x0=0.8cm（1）如下圖所示，實驗中需要的器材有______；（2）關(guān)于此實驗的操作，下列說法正確的是______；A.測力計可以直接鉤住小圓環(huán)進行實驗

B.實驗過程中，測力計外殼不能與木板有接觸

C.完成步驟三后重復(fù)實驗再次探究時，小圓環(huán)的位置可以與前一組實驗不同

D.為了減小誤差，兩個測力計的夾角越大越好（3）彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為______N。

（4）做實驗時，根據(jù)測量結(jié)果在白紙上畫出，如圖丙所示，F(xiàn)1和F2為兩個分力，請在答題紙上通過作平行四邊形的方法求出合力為___N?！纠}2】有同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結(jié)點O，每個鉤碼的質(zhì)量相等，當(dāng)系統(tǒng)達到平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列問題：

(1)改變鉤碼個數(shù)，實驗?zāi)芡瓿傻氖莀____。A．鉤碼的個數(shù)N1=N2=2，N3=4B．鉤碼的個數(shù)N1=N3=3，N2=4

C．鉤碼的個數(shù)N1=N2=N3=4D．鉤碼的個數(shù)N1=3，N2=4，N3=5(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是(

)A．標(biāo)記結(jié)點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向

B．量出OA、OB、OC三段繩子的長度

C．用量角器量出三根繩子之間夾角

D．用天平測出鉤碼的質(zhì)量(3)在作圖時，下圖中更加符合實際的圖是_____圖。（填“甲”或“乙”）(4)如圖所示的實驗。ABCD為豎直平板，E、F兩處固定了摩擦不計的輕質(zhì)滑輪，滑輪的軸保持水平，所用繩子的質(zhì)量可不計。第一次實驗中，當(dāng)裝平衡時，繩子的結(jié)點在O處，拉力的方向和鉤碼的位置如圖所示第二次實驗時，僅把右側(cè)滑輪的位置移動到圖中的G點，待穩(wěn)定后∠EOF將_____（填“變大”、“變小”或“不變”），繩子結(jié)點O的位置將_____。

A．豎直向下移動B．水平向右移動C．沿EO方向移動D．沿FO方向移動【例題2】某研究小組做“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為5N的彈簧秤兩個，橡皮條，細繩套，刻度尺，圖釘。

（1）具體操作前，同學(xué)們提出了如下實驗建議，其中正確的有_______。A．使用彈簧秤時，施力方向應(yīng)沿其軸線，且彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦

B．實驗時，拉伸的橡皮條可以不和兩細繩套夾角的角平分線在一條直線上

C．重復(fù)實驗再次進行驗證時，結(jié)點O的位置可以與前一次不同

D．只用一個彈簧秤，無法完成該實驗（2）該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實驗，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點，如下圖所示，其中對于提高實驗精度最有利的是________。七、針對性訓(xùn)練1、在用如圖1所示的裝置做“探究共點力合成的規(guī)律”實驗中（1）本實驗主要體現(xiàn)的科學(xué)方法是________；A．等效替代法

B．極限法

C．控制變量法（2）在某一次實驗中，其中一彈簧測力計的指針如圖2所示，則其讀數(shù)F1=________N，另一拉力F2的大小為3N；（3）F1、F2的方向如圖3所示，用作圖法求F1、F2合力大小F=________N；（4）關(guān)于此實驗下列說法正確的是________；A．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計的拉力是分力B．拉橡皮條的細繩要長些，標(biāo)記同一細繩方向的兩點要遠些C．拉橡皮條時，彈簧測力計、橡皮條、細繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行，彈簧測力計的外殼不能與木板產(chǎn)生摩擦2、某實驗小組用一只彈簧測力計和一個量角器等器材驗證力的平行四邊形定則，設(shè)計的實驗裝置如圖。固定在豎直木板上的量角器直邊水平，橡皮筋一端固定在量角器圓心O的正上方A點，另一端系繩套1和繩套2。

（1）實驗步驟如下：①彈簧測力計掛在繩套1上，豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點到達O點，記下彈簧測力計的示數(shù)F；

②彈簧測力計掛在繩套1上，手拉著繩套2，緩慢拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點達到O點，此時繩套1沿0°方向，繩套2沿120°方向，此時彈簧測力計的示數(shù)為F1；

③根據(jù)力的平行四邊形定則計算繩套1和繩套2的合力F'=___________；

④比較___________，即可初步驗證力的平行四邊形定則。（2）將繩套1由0°方向緩慢轉(zhuǎn)動到60°方向，同時繩套2沿120°方向不變，此過程中保持橡皮筋的結(jié)點在O點不動，關(guān)于繩套1的拉力大小的變化，下列結(jié)論正確的是___________。

A．逐漸增大B．先增大后減小C．逐漸減小

D．先減小后增大3、如圖甲所示是“探究力的平行四邊形定則”的實驗，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩套的結(jié)點，OB和OC為細繩套，圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。（1）下列哪一個選項是不必要的實驗要求？_________。（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）A．兩個彈簧秤的夾角適當(dāng)大些

B．彈簧秤應(yīng)在使用前校零

C．拉線方向應(yīng)與木板平面平行

D．改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O點在同一位置（2）本實驗采用的科學(xué)方法是_________。（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）

A．理想實驗法

B．等效替代法

C．控制變量法

D．建立物理模型法（3）圖乙中F與F'兩力中，方向一定沿AO方向的是_________。（4）如圖丙所示，在探究“共點力合成”的實驗中，橡皮筋一端固定于P點，另一端連接兩個彈簧秤，分別用F1與F2拉兩個彈簧秤，將結(jié)點拉至O點，且F1與F2的夾角為銳角。現(xiàn)讓F2大小增大、方向不變，要使結(jié)點仍位于O點，則F1的大小及圖中β（β

>90°）角的變化可能是_________。（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）

A．增大F1的同時增大β角

B．減小F1的同時減小β角

C．增大F1的同時減小β角

D．減小F1的同時增大β角4、

某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標(biāo)軸（橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1mm）的紙貼在水平桌面上，如圖甲所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點（位于圖示部分之外），另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長。（1）用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標(biāo)原點O，此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數(shù)如圖乙所示，F(xiàn)的大小為______N；

（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A點；現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別沿圖甲中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2N和F2=5.6N；①用5mm長度的線段表示1N的力，以O(shè)為作用點，在圖甲中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合______。

②F合的大小為______N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為______。

若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。參考答案高頻考點判斷1、測力計可以直接鉤住小圓環(huán)進行實驗（×）

2、本實驗采用的科學(xué)方法是等效替代法

（√）3、完成步驟三后重復(fù)實驗再次探究時，小圓環(huán)的位置可以與前一組實驗不同（×）

4、了減小誤差，兩個測力計的夾角越大越好（×）5、橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計的拉力是分力（×）6、拉橡皮條的細繩要長些，標(biāo)記同一細繩方向的兩點要遠些（√）7、拉橡皮條時，彈簧測力計、橡皮條、細繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行，彈簧測力計的外殼不能與木板產(chǎn)生摩擦（×）8、拉著細繩套的兩只彈簧測力計，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同（×）9、在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點（×）10、測量時彈簧測力計外殼與木板之間不能存在摩擦（×）11、測量時，橡皮條、細繩和彈簧測力計應(yīng)貼近并平行于木板（√）

12、拴在橡皮條上的兩條細繩必須等長，并且要盡量長一些（×）

13、彈簧測力計、細繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，彈簧測力計和桌面可以有摩擦（√）14、用兩彈簧測力計同時拉橡皮條時，兩彈簧測力計的示數(shù)之差應(yīng)盡可能大（×）15、橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上（√）16、每次拉伸橡皮筋時，只要使橡皮筋伸長量相同即可（×）17、描點確定拉力方向時，兩點之間的距離應(yīng)盡可能大一些（√）18、只有一把彈簧測力計也可以完成此實驗（×）19、橡皮條對O點的拉力是合力，兩彈簧測力計對O點的拉力