高一上学期物理粤教版(2019)必修第一册课件：3.4第1课时探究两个互成角度的力的合成方法

[解析] (1)先固定好白纸和橡皮条，两个弹簧测力计互成角度地拉小圆环处 于 O 点，记下两个力的大小和方向，由平行四边形定则画出两个力的合力，然后 用一个弹簧测力计拉小圆环仍然到 O 点，记下拉力的大小和方向，与第一次的合 力比较大小和方向，改变两个分力的大小和夹角，重复实验。故实验步骤为 afdbec。
实验步骤 1．将夹子夹在“力的关系探究装置”的“0”号射线顶端。
2．如图(a)所示，分别将弹簧测力计连接在两根细绳的末端，沿任意两条射线 方向拉细绳，使汇力圆环与平板上的定位圆重合。用铅笔在平板上记下这 两个拉力的大小和方向。
3．如图(b)所示，直接用一个弹簧测力计拉细绳，同样使汇力圆环与平板上的 定位圆重合，用铅笔在平板上记下这个拉力的大小和方向。
误差。
(一)实验原理与操作 [典例1] 在“探究两个互成角度的力的合成方法”的实验中，有下列实 验步骤： a．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定 在板上的 A 点。 b．只用一个弹簧测力计，通过弹簧测力计把小圆环拉到同样的位置 O， 记下弹簧测力计的示数 F′和细绳的方向，按同样比例作出力 F′的图示。 c.改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验。
(1)上述步骤中，正确的顺序是__________(填写步骤前面的字母)。 (2)下列哪些措施能减小实验误差________。 A．两条细绳必须等长 B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平面平行 C．拉橡皮条的细绳要稍长一些，标记同一条细绳的方向时两标记点要适 当远一些 D．实验前先把实验所用的两个弹簧测力计的挂钩相互钩住平放在桌面 上，向相反方向拉动，检查读数是否相同，若不同，则进行调节使之相同
(2)两条细绳是否等长，不会影响实验，A 错误；避免拉力和纸面不平行，否 则画出的力就不是实际作用力了，B 可以减小误差；细绳稍长些，这样在描点画 力的方向时，偏差小，误差小，C 正确；实验前调节弹簧测力计，使两个弹簧测 力计的读数相同，可以使弹簧测力计读数准确，可以减小误差，D 正确。
[答案] (1)afdbec (2)BCD
d．记下两个弹簧测力计的示数 F1、F2 及小圆环的位置， 描下两条细绳的方向，在纸上按比例作出力 F1 和 F2 的图示， 用平行四边形定则求出合力 F。
e．比较力 F′与 F，可以看出，它们在实验误差允许的范围内是相等的。 f．把小圆环系在橡皮条的另一端，通过小圆环用两个弹簧测力计互成角 度地拉小圆环，橡皮条伸长，使小圆环到达某一位置 O。 完成下列填空：
第四节 力的合成 第 1 课时 探究两个互成角度的力的合成方法
实验目的 1.练习用作图法求两个力的合力。 2.探究两个互成角度的力的合成方法。
实验原理 如果两个互成角度的力 F1、F2 作用于挂在橡皮条一端的小圆环上，与只 用一个力 F 作用于小圆环上都能使小圆环伸长到同一点，也就是作用效果相 同，则 F 为 F1 和 F2 的合力，用虚线把拉力 F 的箭头端分别与 F1、F2 的箭头 端连接，看所围成的形状是否为平行四边形。 实验器材 力的关系探究装置、三角板、刻度尺、铅笔。
(3)在某次实验中，某同学的实验结果如图所示，其中 A 为固定橡皮条的图钉， O 为橡皮条与细绳结点的位置。图中________是力 F1 与 F2 的合力的理论值； ________是力 F1 与 F2 的合力的实验值。通过对 F 和 F′进行比较，验证平行 四边形定则。 解析： (1)实验中要作平行四边形，故需要用刻度尺，要通过弹簧测力计拉伸 橡皮条来显示力的大小。 (2)实验中要记录橡皮条拉伸后 O 点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向。 (3)本实验中合力的理论值是通过作平行四边形得出，而合力的实验值则是通 过用一个弹簧测力计拉橡皮条使结点到达同一 O 点而直接测得。 答案：(1)BC (2)①O 点位置 ②细绳所指方向 ③相应弹簧测力计读数 同 一位置 O 点 弹簧测力计读数和细绳方向 (3)F F′
4．在平板上用力的图示法作出三个力，如图(c)所示，观察这三个力所构成的 几何图形。
5．改变第 2 步中两个拉力的大小和方向，重复上述实验步骤。
误差分析 1．实验中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的
外壳和板面之间有摩擦力存在会引起系统误差。 2．两次测量拉力时，汇力圆环的位置不可能做到完全拉到同一点会造成偶然
[对点训练] 1．做“探究两个互成角度的力的合成方法”的实验时：
(1)下列器材必须要用的是________。
(2)在做上述实验时，在水平放置的木板上垫上一张白纸，把橡 皮条的一端固定在板上，另一端拴上两个细绳套，通过细绳用 两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条，使结点移到某一位置 O， 此时需记下：①______________；②______________；③______________。 然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长，使结点到达________________，再 记下_____________________________。
wk.baidu.com
[微点拨] 实验操作的四点提醒： (1)在同一次实验中，使用两个弹簧测力计同时拉与一个测力计单独拉时， 应把小圆环拉到相同的位置。 (2)在实验时，两分力 F1 和 F2 间夹角不宜过大，也不宜过小，以 60°～120° 之间为宜。 (3)使用弹簧测力计测力时，读数应适当大些，但不能超出它的测量范围。 (4)拉橡皮条的细绳要稍长一些，标记同一条细绳的方向时两标记点要适 当远一些。
(二)数据处理和误差分析 [典例2] 某同学用如图甲所示的装置做“探究两个互成角度的力的合成 方法”的实验。将一木板(图中未画出)竖直放置，与铁架台和轻弹簧所在平面 平行。其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：
(1)如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置 O； (2)卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端 拉到同一位置 O，记录细绳套 AO、BO 的________及两弹簧测力计相应的读 数。图乙中 B 弹簧测力计的读数为________ N； (3)该同学在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力 FA、FB 的大小和方向如图丙 所示，请在图丙中作出 FA、FB 的合力 F′； (4)已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力 F 如图丙所示，观察比较 F 和 F′，得出结论：_________________________________________________。