2017-2018学年高中物理 实验 互成角度的两个共点力的合成课件 沪科版必修1.ppt

-*- 实验:互成角度的两个共点力的合成 一、实验目的 验证互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则。 二、实验原理 1.一个力F的作用效果与两个共点力F1和F2的共同作用效果都是把橡皮筋拉伸到某点,即F与F1、F2的共同作用效果相同,作出F的图示。 2.再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示。 3.比较F与F是否大小相等、方向相同。如果在误差允许的范围内,F和F相同,那么力的平行四边形定则就得到了验证。 三、实验器材 方木板一块、测力计两个、细绳套(两个)、橡皮筋一段、白纸、铅笔、刻度尺、量角器、图钉。 探究突破 典例剖析 随堂检测 一、实验步骤 1.仪器的安装 (1)钉白纸:用图钉把一张白纸钉在方木板上,将方木板放在水平桌面上。 ? (2)拴绳套:用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳套。 探究突破 典例剖析 随堂检测 2.操作与记录 (1)两力拉: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(如图所示)。用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数(F1和F2)。 (2)一力拉: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的位置O,记下弹簧测力计的读数F和细绳套的方向。 (3)改变F1和F2的夹角和大小,再做两次。 (4)实验记录: 探究突破 典例剖析 随堂检测 探究突破 典例剖析 随堂检测 二、数据处理 1.理论值:在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力计同时拉时弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。 2.测量值:按同样的比例用刻度尺从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力F的图示。 3.相比较:比较F与用平行四边形定则求得的合力F在实验误差允许的范围内是否相等。 探究突破 典例剖析 随堂检测 三、误差分析 1.使用中,测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或测力计外壳和纸面之间有摩擦力存在会造成系统误差。 2.两次测量拉力时,橡皮筋的结点O没有拉到同一点会造成偶然误差。 3.两个分力的起始夹角θ太大,如大于120°,再重做两次实验,为保证结点O位置不变(即保证合力不变),则θ变化范围不大,因而测力计示数变化不显著,读数误差大。 4.在应用平行四边形定则作图时,F1、F2及合力F作图不精准,测量值的最后一位估读数在作图时又一次估计会造成偶然误差。 探究突破 典例剖析 随堂检测 四、注意事项 1.同一实验中的两只测力计的选取方法是将两只测力计钩好后对拉,若两只测力计在拉的过程中读数相同,则可选,若不同,应另选,直到两只测力计的读数相同;使用时测力计与板面平行。 2.在满足合力不超过测力计量程及橡皮筋形变不超过弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差。 3.画力的图示时,应选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,但也不要因太大而画出纸外。要严格按力的图示要求和几何作图法作图。 4.在同一次实验中,结点O位置一定要相同。 5.由作图法得到的F和实验测量得到的F不可能完全重合,但在误差允许范围内可认为是F和F相等即可。 探究突破 典例剖析 随堂检测 类型一、实验原理及注意事项 【例1】 (1)在做“互成角度的两个共点力的合成”实验时,橡皮筋的一端固定在木板上,用两个测力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是(　　) A.同一次实验中,O点位置允许变动 B.实验中,只记录测力计的读数和O点的位置 C.实验中,把橡皮筋的另一端拉到O点时两个测力计之间的夹角必须取90° D.实验中,要始终将其中一个测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一测力计拉力的大小和方向,把橡皮筋另一端拉到O点 探究突破 典例剖析 随堂检测 (2)如图是甲、乙两位同学在做“互成角度的两个共点力的合成”实验中所得到的实验结果,若用F表示两个分力F1、F2的合力,用F表示F1和F2的等效力,则可以判断　　　(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是尊重事实的。? 探究突破 典例剖析 随堂检测 解析:(1)由合力的定义可知,只有两次都把橡皮筋拉到同一个位置(O点),实验中测得的力才是合力,A说法是错误的;实验中,除了要记录测力计的读数、O点的位置以外,还要记录两个分力的方向(即拉绳子的方向),B说法是错误的;两个测力计之间的夹角实际上就是两个分力的夹角,这个夹角并非一定取90°,理论上是任意的,C说法也是错误的;实验中如果始终将其中一个测力计沿某一方向拉到最大量程,则在调节另一个测力计时很容易使得另一个测力计超过其量程,这是不允许的,D说法也是错误的。 (2)由题设可知,F为F1和F2的合力,是由平行四边形定则所得,而F是F1和F2的等效力,即用一只测力计拉橡皮筋时的拉力,显