学生实验：研究共点力的合成课件.ppt

1、 此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的的效果效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的看其用平行四边形定则求出的合力合力与这与这一个力一个力是是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。 木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳，木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳，弹簧秤两个，三角板，刻度尺。弹簧秤两个，三角板，刻度尺。实验目的实验

2、目的: 验证力的合成的平行四边形定则。验证力的合成的平行四边形定则。实验原理实验原理:实验器材实验器材:测量值，单个测量值，单个弹簧秤拉出的弹簧秤拉出的力力实验步骤实验步骤:1用图钉把白纸钉在方木板上（如下图）用图钉把白纸钉在方木板上（如下图）2用图钉把橡皮条的一端固定在用图钉把橡皮条的一端固定在A点，如图所示，橡皮条的点，如图所示，橡皮条的另一端拴上两个绳套另一端拴上两个绳套3用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置皮条，使橡皮条伸长到某一位置O.用铅笔描下用铅笔描下O点的位点的位置置和和两条细绳套的方向两条细绳

3、套的方向，并记录，并记录弹簧测力计的弹簧测力计的读数读数4.只用一只弹簧测力计，通过细绳把橡只用一只弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同一位置皮条的结点拉到同一位置O.读出读出弹簧测弹簧测力计的示数，记下细绳力计的示数，记下细绳的方向的方向产生相同效果5改变两个分力的大小和夹角改变两个分力的大小和夹角，再次，再次实验实验. 取整数，好作图数据处理数据处理1用铅笔和刻度尺从力的作用点用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置位置O)沿着两绳套的方向沿着两绳套的方向画直线，按选定的标度作这两只弹簧测力计的拉力画直线，按选定的标度作这两只弹簧测力计的拉力F1和和F2的的图示，利用刻度尺和三角板以图示，利用

4、刻度尺和三角板以F1和和F2为邻边作平行四边形，为邻边作平行四边形，过过O点画平行四边形的对角线，即为合力点画平行四边形的对角线，即为合力F的图示的图示2用刻度尺从用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤实验步骤（4）中中弹簧测力计的拉力弹簧测力计的拉力F的图示的图示3比较比较F与与F是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则四边形定则注意事项注意事项:1.1.弹簧测力计使用前要检查指针是否指在零刻度线上弹簧测力计使用前要检查指针是否指在零刻度线上, ,否则应校否则应校正零位正零位. .2.被测力的方向应与

5、弹簧测力计轴线方向一致，橡皮条、弹簧秤被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内，拉动时弹簧不可与外和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦壳相碰或摩擦3.在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同的位置一定要相同4在具体实验时，两分力间夹角不宜过大，也不宜过小，以在具体实验时，两分力间夹角不宜过大，也不宜过小，以60120之间为宜之间为宜5读数时应正视、平视刻度读数时应正视、平视刻度6使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，但不能超出它的使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，

6、但不能超出它的测量范围测量范围.实验步骤实验步骤:1用图钉把白纸钉在方木板上（如下图）用图钉把白纸钉在方木板上（如下图）2用图钉把橡皮条的一端固定在用图钉把橡皮条的一端固定在A点，如图所示，橡皮条的点，如图所示，橡皮条的另一端拴上两个绳套另一端拴上两个绳套3用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置皮条，使橡皮条伸长到某一位置O.用铅笔描下用铅笔描下O点的位点的位置置和和两条细绳套的方向两条细绳套的方向，并记录，并记录弹簧测力计的弹簧测力计的读数读数4.只用一只弹簧测力计，通过细绳把橡只用一只弹簧测力计，通过细绳把橡

7、皮条的结点拉到同一位置皮条的结点拉到同一位置O.读出读出弹簧测弹簧测力计的示数，记下细绳力计的示数，记下细绳的方向的方向产生相同效果5改变两个分力的大小和夹角改变两个分力的大小和夹角，再次，再次实验实验. 取整数，好作图产生原因产生原因减小方法减小方法偶然误差读数读数正视、平视弹簧测力计刻度正视、平视弹簧测力计刻度作图作图(1)(1)两分力夹角在两分力夹角在6060120120之间之间(2)(2)弹簧测力计读数尽量大弹簧测力计读数尽量大系统误差系统误差弹簧测力计本身不够准确造成的误差，为此要选择比较准确的弹簧测力计本身不够准确造成的误差，为此要选择比较准确的弹簧测力计弹簧测力计 例例1在在“探

8、究力的平行四边形定则探究力的平行四边形定则”的实验情的实验情况如图甲所示，其中况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，为固定橡皮筋的图钉，O为橡为橡皮筋与细绳的结点，皮筋与细绳的结点，OB和和OC为细绳。图乙是在白为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。纸上根据实验结果画出的图。 （1）图乙中的）图乙中的F与与F两力中，方向一定沿两力中，方向一定沿AO方方向的是向的是 , （2）本实验采用的科学方法是（）本实验采用的科学方法是（ ） A理想实验法理想实验法 B等效替代法等效替代法 C控制变量法控制变量法 D建立物理模型法建立物理模型法BFAOBC甲甲OFF1F2F乙乙例例2在在“探究求合力

9、的方法探究求合力的方法”的实验中，需要将橡的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图）实验中需用绳，细绳的另一端都有绳套（如图）实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（1）某同学在做该实验时认为：）某同学在做该实验时认为：A拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好B拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳

10、应贴近木板且与木板平面平行且与木板平面平行C橡皮条弹性要好，拉结点到达某一橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置位置O时，拉力要适当大些时，拉力要适当大些D拉力拉力F1和和F2的夹角越大越好的夹角越大越好其中正确的是其中正确的是 (填入相应的字母填入相应的字母)结点结点绳套绳套绳套绳套固定点固定点橡皮条橡皮条A B C（2）若两个弹簧秤的读数均为）若两个弹簧秤的读数均为4N，且两弹簧秤拉力，且两弹簧秤拉力的方向相互垂直，则的方向相互垂直，则 （选填（选填“能能”或或“不能不能”）用一个量程为用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力，理由的弹簧秤测量出它们的合力，理由是是 不能不能因为这两个力的合力

11、大小超出了弹簧秤的量程因为这两个力的合力大小超出了弹簧秤的量程 例例3.(3.(20172017全国全国卷卷,22,22) )某探究小组做某探究小组做“验证力的平行四边验证力的平行四边形定则形定则”实验实验, ,将画有坐标轴将画有坐标轴( (横轴为横轴为x x轴轴, ,纵轴为纵轴为y y轴轴, ,最小刻最小刻度表示度表示1 mm)1 mm)的纸贴在水平桌面上的纸贴在水平桌面上, ,如图如图(a)(a)所示所示. .将橡皮筋的将橡皮筋的一端一端Q Q固定在固定在y y轴上的轴上的B B点点( (位于图示部分之外位于图示部分之外),),另一端另一端P P位于位于y y轴上的轴上的A A点时点时,

12、,橡皮筋处于原长橡皮筋处于原长. .(1)(1)用一只测力计将橡皮筋的用一只测力计将橡皮筋的P P端沿端沿y y轴从轴从A A点拉至坐标原点点拉至坐标原点O,O,此时拉力此时拉力F F的大小可由测力计读出的大小可由测力计读出. .测力计的示数如图测力计的示数如图(b)(b)所所示示,F,F的大小为的大小为N.(2)(2)撤去撤去(1)(1)中的拉力中的拉力, ,橡皮筋橡皮筋P P端回到端回到A A点点; ;现使用两个测力计现使用两个测力计同时拉橡皮筋同时拉橡皮筋, ,再次将再次将P P端拉至端拉至O O点点, ,此时观察到两个拉力分别此时观察到两个拉力分别沿图沿图(a)(a)中两条虚线所示的方

13、向中两条虚线所示的方向, ,由测力计的示数读出两个拉由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为力的大小分别为F F1 1=4.2 N=4.2 N和和F F2 2=5.6 N.=5.6 N.用用5 mm5 mm长度的线段表示长度的线段表示1 N1 N的力的力, ,以以O O为作用点为作用点, ,在图在图(a)(a)中中画出力画出力F F1 1,F,F2 2的图示的图示, ,然后按平行四边形定则画出它们的合力然后按平行四边形定则画出它们的合力 F F合合; ;F F合合的大小为的大小为 N,FN,F合合与拉力与拉力F F的夹角的正切的夹角的正切值为值为. .若若F F合与拉力合与拉力F F的大小及方向

14、的偏差的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内均在实验所允许的误差范围之内, ,则该实验验证了力则该实验验证了力的平行四边形定则的平行四边形定则.例例4.有同学利用如图的装置来验证力的平行四边形定有同学利用如图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则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和和B，将绳子打一个结点，将绳子打一个结点O，每个勾码的重量相等，每个勾码的重量相等，当系统达到平衡时，根据勾码个数读出三根据绳子的当系统达到平衡时，根据勾码个数读出三根据绳子的拉力拉力TOA、TOB和和TOC，回答下列问题：，回答下列问题：（1）改变勾码个数，实验

15、能完成的是（）改变勾码个数，实验能完成的是（ ）A勾码的个数勾码的个数N1=N2=2，N3=4 B勾码的个数勾码的个数N1=N3=3，N2=4 C勾码的个数勾码的个数N1=N2=N3=4D勾码的个数勾码的个数N1=3，N2=4，N3=5ON1N2N3BCABCD实验器材的改进实验器材的改进（2）在拆下勾码和绳子前）在拆下勾码和绳子前,最重要的一个步骤是最重要的一个步骤是（ ）A标记结点标记结点O的位置，并记录的位置，并记录OA、OB、OC三段绳三段绳子的方向子的方向B量出量出OA、OB、OC三段绳子的长度三段绳子的长度C用量角器量出三根绳子之间的夹角用量角器量出三根绳子之间的夹角D用天平测出勾码的质量用天平测出勾码的质量（3）在作图时，你认为）在作图时，你认为下图中图下图中图 是正确的是正确的（填（填“甲甲”或或“乙乙”）F1F合合F3F2图甲图甲F1F合合F3F2图乙图乙A甲甲