《實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚�(gè)互成角度的力的合成規(guī)律》相互作用——力PPT
第一部分內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.練習(xí)用作圖法求兩個(gè)力的合力。
2.驗(yàn)證兩個(gè)互成角度的力合成的平行四邊形定則。
實(shí)驗(yàn)原理
1．合力F′的確定：把一端固定的同一根橡皮條拉伸到某點(diǎn)，一次只用一個(gè)力F′的作用，另一次用兩個(gè)共點(diǎn)力F1與F2的共同作用，則F′為F1和F2的合力。
2．合力理論值F的確定：作出F1和F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則利用作圖法求得合力F。
3．平行四邊形定則的驗(yàn)證：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，比較F′和F是否大小相等、方向相同。
實(shí)驗(yàn)器材
方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)、橡皮條、細(xì)繩套、三角板、刻度尺、圖釘若干。
實(shí)驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)處理
1．用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。
2．用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套。
3．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到某一位置O，如圖甲所示。記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩套的方向。
4．用鉛筆和刻度尺從O點(diǎn)沿兩個(gè)細(xì)繩套的方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過(guò)O點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示，如圖乙所示。
5．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)拉到同樣的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向，用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出這個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F′的圖示，如圖乙所示。
6．比較力F′與用平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同。
7．改變兩個(gè)力F1和F2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。
誤差分析
1．使用中，彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧測(cè)力計(jì)的外殼和白紙之間有摩擦力存在會(huì)引起系統(tǒng)誤差。
2．兩次測(cè)量拉力時(shí)，橡皮條的結(jié)點(diǎn)不可能做到完全拉到同一點(diǎn)從而會(huì)造成偶然誤差。
3．兩個(gè)分力的夾角太小或太大，F(xiàn)1、F2數(shù)值太小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖時(shí)，會(huì)造成偶然誤差。
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實(shí)驗(yàn)探究?jī)蓚�(gè)互成角度的力的合成規(guī)律PPT，第二部分內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)
考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理與操作
[典例1] “探究?jī)蓚�(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖乙為白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求畫出的圖示。
(1)本實(shí)驗(yàn)中“等效替代”的含義是________。
A．橡皮條可以用細(xì)繩替代
B．左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果可以替代右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果
C．右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果可以替代左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果
D．兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用的效果可以用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果替代
(2)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________。
(3)[多選]下列措施中可減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________。
A．拉橡皮條的細(xì)繩細(xì)些且長(zhǎng)度適當(dāng)
B．拉橡皮條時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板面平行
C．記錄彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向時(shí)，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些
D．應(yīng)使拉力F1和F2的夾角為90°
[解析](1)本實(shí)驗(yàn)中“等效替代”的含義是兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用的效果可以用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果替代，故D正確。
(2)題圖乙中的F是合力的理論值，而F′是合力的實(shí)際值，兩力中，方向一定沿AO方向的是F′。
(3)拉橡皮條的細(xì)繩細(xì)些且長(zhǎng)度適當(dāng)，以便確定力的方向，選項(xiàng)A正確；拉橡皮條時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板面平行，選項(xiàng)B正確；記錄彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向時(shí)，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，這樣可減小記錄方向時(shí)產(chǎn)生的誤差，選項(xiàng)C正確；拉力F1和F2的夾角不一定為90°，大小適當(dāng)即可，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]
1．做“探究?jī)蓚�(gè)互成角度的力合成的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：
(1)下列器材必需要用的是________(多選)。
(2)在做上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，在水平放置的木板上墊上一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上，另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套，通過(guò)細(xì)繩用兩個(gè)互成角度的彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)移到某一位置O，此時(shí)需記下：①______________；②______________；
③______________。然后用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條拉長(zhǎng)，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)________________，再記下________________。
(3)在某次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩結(jié)點(diǎn)的位置。圖中________是力F1與F2的合力的理論值；________是力F1與F2的合力的實(shí)驗(yàn)值。通過(guò)把F和F′進(jìn)行比較，驗(yàn)證平行四邊形定則。
解析：(1)實(shí)驗(yàn)中要作平行四邊形，故需要用刻度尺，要通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)拉伸橡皮條來(lái)顯示力的效果。
(2)實(shí)驗(yàn)中要記錄橡皮條拉伸后O點(diǎn)的位置、彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)及力的方向。
(3)本實(shí)驗(yàn)中合力的理論值是通過(guò)作平行四邊形得出，而合力的實(shí)驗(yàn)值則是通過(guò)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一O點(diǎn)而直接測(cè)得。
考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理和誤差分析
[典例2]在“探究?jī)蓚�(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮條、細(xì)繩套和一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)。
(1)為完成實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)另找來(lái)一根彈簧，測(cè)量其勁度系數(shù)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。
(2)某次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為________N；同時(shí)利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N，請(qǐng)畫出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合。
(3)由圖得到F合＝________N。
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