实验：《探究共点力合成的规律》.ppt

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1、 课课 前前 小小 检检 测测（50分）分）1.在倾角为在倾角为的斜面上，放一个质量为的斜面上，放一个质量为m的光滑小球，小球被挡的光滑小球，小球被挡 板挡住，如图所示，改变挡板板挡住，如图所示，改变挡板P与斜面间与斜面间 的夹角，使挡板受的的夹角，使挡板受的 压力最小，则这一压力最小，则这一 最小压力最小压力 等于等于 （10分）分）A.mgtan B.mgsin C.mg/cos D.mgcos2.一个重球用绳挂在光滑的竖直墙上，设球重和绳长都不变，当一个重球用绳挂在光滑的竖直墙上，设球重和绳长都不变，当 球的半径增大时，如图所示，则球的半径增大时，如图所示，则（10分）分）A.绳受的拉力

2、不变，墙受的压力不变绳受的拉力不变，墙受的压力不变 B.绳的拉力和墙对球的支持力都增大绳的拉力和墙对球的支持力都增大 C.绳的拉力和墙对球的支持力都减小绳的拉力和墙对球的支持力都减小 D.绳的拉力增大，墙对球的支持力减小绳的拉力增大，墙对球的支持力减小3.如图所示，如图所示，A、B的重力分别是的重力分别是40N和和 100N，滑轮的摩擦及绳的重力均不计，滑轮的摩擦及绳的重力均不计，B与水平面间的增大静摩擦力为与水平面间的增大静摩擦力为40N；求：；求：（1）B受到地面的静摩擦力和支持力受到地面的静摩擦力和支持力 （2）给）给B加向左的多大的水平拉力可使加向左的多大的水平拉力可使B 恰好开始向左

3、运动？恰好开始向左运动？（30分）分）P53AB【实验目的实验目的】探究互成角度的两个力合成时所遵循的规律探究互成角度的两个力合成时所遵循的规律平行平行四边形定则四边形定则【实验原理实验原理】一个力一个力FF的作用效果和两个分力的作用效果和两个分力F F1 1、F F2 2的作用效的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所所以力以力FF就是这两个力就是这两个力F F1 1和和F F2 2的合力的合力,作出力作出力FF的图示的图示.再根据平行四边形定则作出力再根据平行四边形定则作出力F F1 1 和和F F2 2 的合力的合力F F的图的图示

4、示,比较比较F F和和FF的大小和方向是否相同的大小和方向是否相同,若相同若相同,则说则说明互成角度两个力合成时遵循平行四边形定则明互成角度两个力合成时遵循平行四边形定则.【实验器材实验器材】方木板一块、白纸、弹簧测力计方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只两只)、橡皮条、橡皮条、细细 绳套绳套(两个两个)、三角板、刻度尺、图钉、三角板、刻度尺、图钉(几个几个)、细芯铅笔、细芯铅笔.【实验步骤实验步骤】1.1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.并用图钉并用图钉 把橡皮条的一端固定在把橡皮条的一端固定在A A点点,橡皮条的另一端拴上两个细橡皮条的另一端拴上两个

5、细 绳套绳套.2.2.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉像皮条像皮条,使橡皮条伸长到某一位置使橡皮条伸长到某一位置O,O,如图如图1 1所示所示,记录两弹记录两弹簧测力计的读数簧测力计的读数,用铅笔描下用铅笔描下O O点的位置，点的位置，此时两细绳套此时两细绳套的方向的方向.3.3.只用一只弹簧测力计通过细绳套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把橡皮条的结点拉到同样的位置O O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的记下弹簧测力计的读数和细绳套的 方向方向.4.4.用铅笔和刻度尺从结点用铅笔和刻度尺从结点O O沿两条细绳套方

6、向画直沿两条细绳套方向画直 线线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F F1 1和和 F F2 2的图示，并以的图示，并以F F1 1和和F F2 2为邻边用刻度尺作平行四边为邻边用刻度尺作平行四边 形形,过过O O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合点画平行四边形的对角线，此对角线即为合 力力F F的图示的图示.5.5.用刻度尺从用刻度尺从O O点按同样的标度沿记录的方向作出只点按同样的标度沿记录的方向作出只 用一只弹簧测力计的拉力用一只弹簧测力计的拉力F F的图示的图示.6.6.比较一下比较一下,力力F F与用平行四边形定则求出的合力与用平行四边

7、形定则求出的合力F F 的大小和方向是否相同的大小和方向是否相同.白纸钉在木板处白纸钉在木板处,两秤同拉有角度两秤同拉有角度,读数画读数画线选标度线选标度,再用一秤拉同处再用一秤拉同处,作出力的矢量图作出力的矢量图.锦囊妙诀锦囊妙诀 交流与思考交流与思考 每次实验都必须保证结点的位置保持每次实验都必须保证结点的位置保持 不变不变,这体现了怎样的物理思想方法？若两次橡皮条这体现了怎样的物理思想方法？若两次橡皮条的伸长长度相同的伸长长度相同,能否验证平行四边形定则？能否验证平行四边形定则？每次实验保证结点位置保持不变每次实验保证结点位置保持不变,即两次橡皮即两次橡皮筋的伸长长度和伸长方向相同，是为

8、了使合力的作用筋的伸长长度和伸长方向相同，是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中等效替换的思想方法等效替换的思想方法.由于力不仅有大小由于力不仅有大小,还有方向，还有方向，若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同两次效果不同,不满足合力与分力的关系不满足合力与分力的关系,不能验证平不能验证平行四边形定则行四边形定则.提示：提示：【注意事项注意事项】1.1.不要直接以橡皮条端点为结点不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳连两可拴一短细绳连两细绳套细绳套,以三绳

9、交点为结点以三绳交点为结点,应使结点小些应使结点小些,以便准确地以便准确地记录结点记录结点O O的位置的位置.2.2.使用弹簧秤前使用弹簧秤前,应先调节零刻度应先调节零刻度,使用时不超过量程使用时不超过量程,拉弹簧秤时拉弹簧秤时,应使弹簧秤与木板平行应使弹簧秤与木板平行.3.3.在同一次实验中在同一次实验中,橡皮条伸长时的结点位置要相同橡皮条伸长时的结点位置要相同.4.4.被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致,拉动拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦时弹簧不可与外壳相碰或摩擦.5.5.读数时应正对、平视刻度读数时应正对、平视刻度.6.6.两拉力两拉力F F1

10、1和和F F2 2夹角不宜过小夹角不宜过小,作力的图示作力的图示,标度要一标度要一致致.【误差分析误差分析】1.1.用两个测力计拉橡皮条时用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测力计橡皮条、细绳和测力计 不在同一个平面内不在同一个平面内,2.2.结点结点O O的位置和两个测力计的方向画得不准的位置和两个测力计的方向画得不准,造成造成 作图的误差作图的误差.3.3.两个分力的起始夹角两个分力的起始夹角太大太大,如大于如大于120120,再重做再重做 两次实验，为保证结点两次实验，为保证结点O O位置不变（即保证合力不位置不变（即保证合力不 变变),),则则变化范围不大，因而测力计示数变化不显变化

11、范围不大，因而测力计示数变化不显 著著,读数误差大读数误差大.4.4.作图比例不恰当造成作图误差作图比例不恰当造成作图误差.交流与思考交流与思考 实验时由作图法得到的合力实验时由作图法得到的合力F F和单个测和单个测 力计测量的实际合力力计测量的实际合力FF忘记标注而造成错乱忘记标注而造成错乱,你如何你如何加以区分加以区分?由弹簧测力计测量合力时必由弹簧测力计测量合力时必须使橡皮条伸直须使橡皮条伸直,所以与所以与AOAO共线共线的合力表示由单个测力计测量得的合力表示由单个测力计测量得到的实际合力到的实际合力FF，不共线的合，不共线的合力表示由作图法得到的合力力表示由作图法得到的合力F.F.FF

12、2F1FAO 【例例1 1】在做在做“互成角度的两个力的合成互成角度的两个力的合成”实验时实验时,橡橡皮条的一端固定在木板上皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的端拉到某一确定的O O点点,以下操作中错误的是以下操作中错误的是 （）A.A.同一次实验过程中同一次实验过程中,O,O点位置允许变动点位置允许变动 B.B.实验中实验中,弹簧秤必须与木板平行弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹读数时视线要正对弹 簧秤刻度簧秤刻度 C.C.实验中实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量 程，然后只需调节

13、另一弹簧秤拉力的大小和方向程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡把橡 皮条另一端拉到皮条另一端拉到O O点点 D.D.实验中实验中,把橡皮条的另一端拉到把橡皮条的另一端拉到O O点时点时,两弹簧秤之间两弹簧秤之间 夹角应取夹角应取9090,以便于算出合力的大小以便于算出合力的大小 典典 例例 剖剖 析析ACD思路点拨思路点拨 (1)(1)该实验中怎样使合力与分力产生的效果该实验中怎样使合力与分力产生的效果相同相同?(2)(2)实验操作中要注意哪些问题实验操作中要注意哪些问题?解析解析 从橡皮条固定点到从橡皮条固定点到O O点的连线方向点的连线方向,是合力的作用是合力的作用线方向线方向

14、,如果如果O O点变动点变动,那么合力的大小、方向都要变化，那么合力的大小、方向都要变化，就不能验证力的平行四边形定则就不能验证力的平行四边形定则,故故A A选项错选项错.C.C选项中选项中,因因一个弹簧秤已拉到最大量程一个弹簧秤已拉到最大量程,再通过另一个弹簧秤拉橡皮再通过另一个弹簧秤拉橡皮条到条到O O点时点时,另一个弹簧秤可能超过最大量程另一个弹簧秤可能超过最大量程,造成损坏造成损坏,或读数不准或读数不准,故故C C选项错选项错.互成角度的两个力的合成互成角度的两个力的合成,是利用是利用平行四边形定则合成的平行四边形定则合成的,两个分力成任意角度都适用两个分力成任意角度都适用,不必不必成

15、成9090角角,故故D D选项错选项错.答案答案 ACD 【例例2 2】将橡皮筋的一端固定在将橡皮筋的一端固定在A A点点,另一端拴上两根细绳另一端拴上两根细绳,每根每根 细绳分别连着一个量程为细绳分别连着一个量程为5 N5 N、最小刻度为、最小刻度为0.1N0.1N的弹簧测力计的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮筋的活动端拉到当橡皮筋的活动端拉到O O点点 时时,两根细绳相互垂直两根细绳相互垂直,如图所示如图所示.这时弹簧测力计的读数可从这时弹簧测力计的读数可从 图中读出图中读出.(1)(1)由图可读得两个相互垂直的拉力由图可读得两个相互垂直的拉

16、力的大小分别为的大小分别为_N N和和_N.N.(2)(2)在下左图所示的方格纸上按作图在下左图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力法的要求画出这两个力及它们的合力.(3)(3)下右两图是两位同学得到的实验下右两图是两位同学得到的实验结果结果,其中哪一个图符合实际其中哪一个图符合实际?若合力若合力测量值测量值FF是准确的，则是准确的，则F F与与FF有误有误差的原因可能是哪些差的原因可能是哪些?(1)1)读数时要符合有效数字的要求读数时要符合有效数字的要求.(2)(2)合理选取标度合理选取标度,作出两分力作出两分力,再应用平行四边形定则作出合力再应用平行四边形定则作出合力.(3

17、)F(3)F是用一个测力计拉橡皮条所得到的是用一个测力计拉橡皮条所得到的,应在什么方向上应在什么方向上?解析：解析：(1)(1)弹簧测力计的最小刻度为弹簧测力计的最小刻度为0.1 N,0.1 N,读数时应读数时应估读一位估读一位,所以读数分别为所以读数分别为2.50N2.50N和和4.00N.4.00N.(2)(2)取一个小方格的边长表示取一个小方格的边长表示0.50 N,0.50 N,作出两个力及它作出两个力及它们的合力们的合力.（如图所示）（如图所示）(3)F(3)F是用一个测力计拉橡皮条所得到的是用一个测力计拉橡皮条所得到的,其方向一其方向一定在橡皮条所在直线上定在橡皮条所在直线上,所以所以b b图符图符合实际合实际,误差的原因主要是弹簧测误差的原因主要是弹簧测力计读数误差力计读数误差,确定分力方向不够确定分力方向不够准确等原因准确等原因.答案答案 (1)2.50 4.00 (1)2.50 4.00 (2)(2)见解析图见解析图 (3)b(3)b图误差原因见解析图误差原因见解析