浙江鸭2024高考物理一轮复习第二章相互作用实验二探究求合力的方法学案.doc
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试验二探究求合力的方法
一、试验目的
1．探究求合力的方法。
2．培育应用作图法处理试验数据和得出结论的实力。
二、试验原理
互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F′在试验误差允许范围内是否相等。
三、试验器材
木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺、铅笔。
四、试验步骤
1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2．用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。
3．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向。
4．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，登记弹簧测力计的读数和细绳套的方向。
5．变更两弹簧测力计拉力的大小和方向，再做两次试验。
五、数据处理
1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示。
2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出试验步骤4中只用一个弹簧测力计的拉力F′的图示。
3．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则。
六、留意事项
1．同一试验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，读数相同。
2．在同一次试验中，使橡皮条拉长时，结点O的位置肯定要相同。
3．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°为宜。
4．试验时弹簧测力计应与木板平行，读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些。
5．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向，不要干脆沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，移开细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向。
6．在同一次试验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍长一些。
七、误差分析
1．弹簧测力计本身的误差。
2．读数误差和作图误差。
3．两分力F1、F2间的夹角θ越大，用平行四边形定则作图得出的合力F的相对误差也越大。
热点一试验原理和试验操作
某探讨小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”试验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个)。
(1)详细操作前，同学们提出了如下关于试验操作的建议，其中正确的有________。
A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
B．重复试验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同
C．运用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度
D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必需都小于只用一个测力计时的拉力
(2)该小组的同学用同一套器材做了四次试验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如图所示。其中对于提高试验精度最有利的是________。
[解析](1)由力的平行四边形定则知，橡皮条和两绳套夹角的角平分线不肯定在一条直线上，两分力的大小也不肯定小于合力，A、D错误；验证力的平行四边形定则时，每次试验需保证合力与分力作用效果相同，结点O必需在同一位置。但重复试验时，可以变更合力的大小，故结点O的位置可以与前一次不同，B正确；运用测力计测力时，施力方向应沿测力计轴线方向，读数时视线应正对测力计刻度，C正确。
(2)为了减小画图时表示力的方向的误差，记录各个力的方向时，须要确定相对较远的两个点，然后连线确定力的方向，A错误；依据纸张大小，选择合适的标度，使图尽量大，B正确，C、D错误。
[答案](1)BC(2)B
【对点练1】(2024·杭州二中上学期选考模拟)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的试验状况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上依据试验结果画出的图。
(1)假如没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向肯定沿AO方向的是________。
(2)本试验采纳的科学方法是________。
A．志向试验法 B．等效替代法
C．限制变量法 D．建立物理模型法
(3)下列方法中，有助于减小试验误差的是________。
A．尽可能使两分力的夹角大些
B．尽可能使两分力相差大些
C．尽可能使两分力与木板面平行
D．尽可能使橡皮条长些
解析：(1)F是通过作图的方法得到合力理论值，而