2025版高考物理一轮复习第二章相互作用实验三探究两个互成角度的力的合成规律学案新人教版.doc
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试验三探究两个互成角度的力的合成规律
授课提示：对应学生用书第35页
一、试验目的
1．会运用弹簧测力计。
2．验证互成角度的两个力合成时是否符合平行四边形定则。
二、试验原理与要求
[基本试验要求]
1．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。
2．试验器材
木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳套、弹簧测力计(2个)、三角板、刻度尺。
3．试验步骤
(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上。
(2)用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。照试验原理图所示。
(3)用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板依据平行四边形定则求出合力F。
(4)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同位置O点，登记弹簧测力计的读数F′和细绳的方向。
(5)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在试验误差允许的范围内是否相等。
[规律方法总结]
1．正确运用弹簧测力计
(1)将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止。
(2)运用时，读数应尽量大一些，但不能超出其量程。
(3)被测力的方向应与轴线方向一样。
(4)读数时应正对、平视刻度。
2．留意事项
(1)位置不变：在同一次试验中，使橡皮条拉长时结点的位置肯定要相同。
(2)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～100°为宜。
(3)在合力不超出弹簧测力计量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些。细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。
(4)统一标度：在同一次试验中，画力的图示时选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。
3．误差分析
(1)误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。
(2)减小误差的方法
①试验过程中读数时眼睛肯定要正视弹簧测力计的刻度盘，要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录。
②作图时运用刻度尺，并借助三角板，使表示两力线段的对边肯定要与表示两力的线段平行。
授课提示：对应学生用书第36页
命题点一教材原型试验
试验原理与操作
[典例1](2024·江苏常州高三检测)“验证力的平行四边形定则”的装置如图所示，试验步骤如下：
①用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，记为O1；
②记录两个弹簧测力计的拉力F1和F2的大小和方向；
③只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置O1，记录弹簧测力计的拉力F3的大小和方向；
④依据力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；
⑤依据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；
⑥比较F3和F的一样程度。
(1)下列说法正确的是________。
A．应使橡皮条与两绳夹角的平分线在同始终线上
B．为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取30°、45°、90°等特别角度
C．系在橡皮条末端的两绳要一样长
D．同时变更两个弹簧测力计拉力的大小和方向，结点可能保持在位置O1
(2)变更F1、F2，重复步骤①至⑥进行其次次试验，登记结点位置O2，位置O2________(选填“必需”或“不必”)与位置O1相同。
(3)试验中，用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于90°，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半，这样操作________(选填“合理”或“不合理”)。
[解析](1)F1、F2方向间夹角大小适当即可，不肯定要橡皮条和两绳套夹角的角平分线在一条直线上，故A错误；两绳拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，两绳间夹角不必取30°、45°、90°等特别角度，故B错误；细绳的作用是能显示出力的方向，所以不必需等长，故C错误；同时变更两个弹簧测力计的拉力，结点可能保持在位置O1，故D正确。
(2)重复试验时，结点位置不必相同。
(3)用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于90°，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半，这样操作不合理，理由是只用一个弹簧测力计拉时会超过其量程。
[答案](1)D(2)不必(3)不合理
规律方法
试验操作牢记“一留意”和“两记录”
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(1)留意两次结点O的位置必需相同。
(2)用两个弹簧测力计拉橡皮条时，应记录两弹簧测力计示数、两绳方向和结点O的位置。
(3)用一个弹簧测力计拉橡皮条时，应记录弹簧测力计示数和细绳方向。
数据处理与分析
[典例2]某探究小组做“验证力的平行四边形定则”试验，将画有坐标轴(横