高中物理互成角度的两个力的合成

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高考物理复习:实验 探究两个互成角度的力的合成规律

高考物理复习:实验 探究两个互成角度的力的合成规律
不宜太小,在60°~100°之间为宜。
5.在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向。弹簧测力
计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内。要
防止弹簧测力计卡壳,防止弹簧测力计或橡皮条与纸面有摩擦。
6.在同一实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使
力的图示稍大一些。

(2)有关此实验,下列叙述正确的是____________。
AC
A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮条的拉力大
B.橡皮条的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力
C.两次拉橡皮条时,需将橡皮条结点拉到同一位置O,这样做的目的是保证
两次弹簧测力计拉力的效果相同
D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮条结点位置不变,
拉力的合力,由于误差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F'。
(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效
替代,故B正确。(3)①有重要遗漏的步骤的序号是C、E。②在C中未记下
两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O。
规律总结操作不忘“三”“二”“一”
条的拉力的合力为零,它们之间不是合力与分力的关系,故B错误。两次拉
橡皮条时,为了使两次达到效果相同,橡皮条结点必须拉到同一位置O,故C
正确。结点位置不变,合力不变,当一只弹簧测力计的拉力大小改变时,另
一只弹簧测力计的拉力的大小和方向都必须改变,故D错误。
2.在做探究求合力的方法实验时。
(1)该实验所用的一只弹簧测力计如图所示,在用它测力前应对它进行的
B.先增大后减小
C.逐渐减小
D.先减小后增大
解析:(1)③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1'=Ftan

高中物理【实验:探究两个互成角度的力的合成规律】优质学案

高中物理【实验:探究两个互成角度的力的合成规律】优质学案

高中物理【实验:探究两个互成角度的力的合成规律】优质学案一、实验目的1.练习用作图法求两个力的合力。

2.探究互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则。

二、实验原理1.合力F的确定:把一端固定的同一根橡皮条的另一端拉伸到某点,一次只用一个力F作用,另一次用两个共点力F1与F2共同作用,则F为F1和F2的合力。

2.合力理论值F′的确定:作出F1和F2的图示,根据平行四边形定则利用作图法求得合力F′。

3.平行四边形定则的验证:在实验误差允许的范围内,比较F′和F是否大小相等、方向相同。

三、实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、小圆环、细绳套、三角板、刻度尺、图钉(若干)。

四、实验步骤1.仪器的安装(1)钉白纸:将方木板放在水平桌面上,用图钉把一张白纸钉在方木板上。

(2)固定橡皮条:轻质小圆环挂在橡皮条的一端,另一端固定,橡皮条的长度为GE。

(如图甲所示)2.操作与记录(1)两力拉:如图乙所示,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,小圆环受到拉力F1、F2的共同作用,使橡皮条伸长,小圆环到达某一位置O。

用铅笔描下小圆环O点的位置和两弹簧测力计的方向,并记录两弹簧测力计的读数F1和F2。

(2)一力拉:改用一个力F单独拉小圆环,仍使它处于O点,如图丙所示,用铅笔描下弹簧测力计的方向,并记录弹簧测力计的读数F。

注意:①两种情况下,F与F1、F2共同作用效果相同。

②F等于F1、F2的合力。

五、数据处理与分析1.以O为力的作用点,用力的图示法画出拉力F1、F2和F。

2.用虚线把拉力F的末端分别与F1、F2的末端连接,如图丁所示,猜想所围图形的形状。

3.用作图工具进行检验所画图形的形状。

4.改变拉力F1和F2的大小和方向,重做上述实验,检验所围成的图形是不是平行四边形。

六、误差分析产生原因减小方法读数正视、平视弹簧测力计的刻度偶然误差作图(1)两分力夹角在60°~120°之间(2)弹簧测力计的读数适当大些七、注意事项1.弹簧测力计使用前要检查指针是否指在零刻度线上,否则应校正零位(无法校正的要记录下误差)。

高三物理 实验——互成角度的两个力的合成精华教案

高三物理 实验——互成角度的两个力的合成精华教案

实验:互成角度的两个力的合成◎知识梳理1.实验目的验证平行四边形定则2.验证原理如果两个互成角度的共点力F。

、F。

作用于橡皮筋的结点上,与只用一个力F’作用于橡皮筋的结点上,所产生的效果相同(橡皮条在相同方向上伸长相同的长度),那么,F’就是F1和F2的合力。

根据平行四边形定则作出两共点力F1和F2的合力F的图示,应与F’的图示等大同向。

3.实验器材方木板一块;白纸;弹簧秤(两只);橡皮条;细绳套(两个);三角板;刻度尺;图钉(几个);细芯铅笔。

4.实验步骤①用图钉把白纸钉在方木板上。

②把方木板平放在桌面上,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。

(固定点A在纸面外)③用两只弹簧秤分别钩住细绳套,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1~133所示)。

(位置0须处于纸面以内)④用铅笔描下结点0的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧秤的读数。

⑤从力的作用点(位置o)沿着两条绳套的方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F,和F:的图示,并用平行四边形定则作出合力F的图示。

⑥只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置o,记下弹簧秤的读数和细绳的方向。

用刻度尺从。

点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F’的图示。

⑦比较力F’的图示与合力F的图示,看两者是否等长,同向。

⑧改变两个力F1和F2的大小和夹角,再重复实验两次。

5.注意事项①不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳再连两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点小些,以便准确地记录结点O的位置。

②不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条,要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有无变化。

③A点应选在靠近木板上边中点为宜,以使。

点能确定在纸的上侧,结点O的定位要力求准确,同一次实验中橡皮条拉长后的结点位置0必须保持不变。

④弹簧秤在使用前应将其水平放置,然后检查、校正零点。

将两弹簧秤互相钩着水平拉伸,选择两只读数完全一致的弹簧秤使用。

物理必修一实验:探究两个互成角度的力的合成规律

物理必修一实验:探究两个互成角度的力的合成规律

实验:探究两个互成角度的力的合成规律一、实验仪器方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、、细绳、轻质小圆环、三角板、、图钉(若干)、铅笔.二、实验原理1.合力F′的确定:一个力F′的作用效果与两个共点力F1与F2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点,则F′为F1和F2的合力.2.合力理论值F的确定:根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示,求出合力的理论值F.3.在实验误差允许的范围内,比较F′和F是否大小相等、方向相同.三、实验步骤1.在方木板上用图钉固定一张白纸,如图1甲所示,用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A 点,在橡皮条的另一端挂上轻质小圆环.图12.用两个弹簧测力计分别钩住小圆环,互成角度地拉橡皮条,将结点拉到某位置O,用铅笔描下结点O的位置和拉线的方向,并记录两弹簧测力计的读数.3.用一个弹簧测力计拉橡皮条,将结点拉到,记下弹簧测力计的读数和拉线的.4.如图乙所示,利用刻度尺和三角板,按适当的比例作出用两个弹簧测力计拉时的拉力F1和F2的图示以及用一个弹簧测力计拉时的拉力F′的图示,以F1、F2为邻边画出,并画出对角线F.5.比较F与F′的大小和方向,看它们在实验误差允许范围内是否相同,从而验证平行四边形定则.四、注意事项1.结点(1)定位O点时要力求准确;(2)同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持位置不变.2.拉力(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向;(2)应使橡皮条、弹簧测力计和小圆环位于与纸面平行的同一平面内;(3)两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小.3.作图(1)在同一次实验中,选定的比例要相同;(2)严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形,求出合力.五、误差分析1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差.2.实验时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纸面之间有摩擦力存在会造成误差.3.两次测量拉力时,橡皮条的结点没有拉到同一点会造成偶然误差.4.两个分力的夹角太小或太大以及F1、F2数值太小,应用平行四边形定则作图时,都会造成偶然误差.一、实验原理及操作在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,先用一个弹簧测力计拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置O;再将橡皮条的另一端系两根细绳,细绳的另一端都有绳套,用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条.(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项:A.两根细绳必须等长B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行D.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时要注意两个弹簧测力计的读数相等E.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到位置O其中正确的是________.(填入相应的字母)(2)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图2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.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.图2①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________.②本实验采用的科学方法是________.A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法二、实验数据处理(2017·全国卷Ⅲ) 某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在桌面上,如图3(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长.(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出.测力计的示数如图(b)所示,F的大小为________N.(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点,现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点.此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N.(ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O点为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;图3(ⅱ)F合的大小为________N,F合与拉力F的夹角的正切值为________.若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则.三、实验创新有同学利用如图4所示的装置来“探究两个互成角度的力的合成规律”:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重力相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F T OA、F T OB和F T OC,回答下列问题:图4(1)改变钩码个数,实验能完成的是________.(绳子能承受的拉力足够大)A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4C.钩码的个数N1=N2=N3=4D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是________.A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向和钩码个数B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时,你认为图5中________(选填“甲”或“乙”)符合实际.图51.在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,以下说法中正确的是() A.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,两细绳之间的夹角必须为90°,以便求出合力的大小B.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,结点的位置必须与用一只弹簧测力计拉时结点的位置重合C.若用两只弹簧测力计拉时合力F的图示与用一只弹簧测力计拉时拉力F′的图示不完全重合,说明力的合成的平行四边形定则不一定是普遍成立的D.同一实验过程中,结点O的位置允许变动2.(2019·华中师大一附中期中)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,某同学的实验情况如图6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与OC 为细绳,OB绳的拉力为F1,OC绳的拉力为F2,则下列说法中正确的是()图6A.若每次都把结点O拉至同一位置,且保持F1的方向不变,增大F1,则F2一定减小B.若每次都把结点O拉至同一位置,且保持F1的方向不变,增大F1,则F2一定增大C.在实验中,应使拉力沿弹簧的轴线方向,橡皮条、弹簧测力计和细绳应位于与纸面平行的同一平面内D.实验中需要使用量角器测量两个分力之间的夹角3.(2019·泰安一中期中)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,某同学的实验情况如图7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,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.图7(1)图甲中与B相连的弹簧测力计的示数为________ N.(2)图乙中一定沿着OA方向的力是________(选填“F”或“F′”).(3)关于本实验,下列说法正确的是________.A.两细绳必须等长B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行C.两次拉伸橡皮条,只要使橡皮条伸长到相同长度即可D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要适当远些4.将橡皮条的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮条的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图8甲所示.这时弹簧测力计的读数可从图甲中读出.图8(1)由图甲可读出两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N.(2)在图乙的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.5.某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,所用器材有:方木板一块、白纸、量程为5 N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)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的是________.A.橡皮条应和两绳套夹角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行探究时,结点O的位置可以与前一次不同C.使用弹簧测力计时,施力方向应沿弹簧测力计轴线方向;读数时视线正对弹簧测力计刻度D. 用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个弹簧测力计时的拉力(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验,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.其中对于提高实验精度最有利的是________.。

互成角度的两个力的合成

互成角度的两个力的合成

实验(一)互成角度的两个力的合成1、实验目的:探究求合力的方法2、实验原理:根据合力与分力等效的原理,先用两分力拉橡皮筋伸长到某点,记下该点为“O”,同时记下两个分力的大小和方向,再用一个力拉橡皮筋同样伸长到所记下的“O”,同时也记下这个力的大小和方向。

然后分别作力的图示,通过探究发现以前两个分力为两边做平行四边形,这两个分力所夹的对角线与后面的那个合力大小在实验误差允许范围内近似相等,从而得到了将两个力合成的方法:平行四边形法则。

3、实验器材:方木板一块,弹簧秤两个,白纸,橡皮条一段,细绳套两个,图钉(若干),三角板,刻度尺,铅笔。

4、实验步骤:1.用图钉把一张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板上的A点,用两条细绳套系在橡皮条的另一端。

3.用两个弹簧秤分别勾住两个细绳套,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)。

4.用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向。

并记录弹簧秤的读数在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2图示。

5.只用一个弹簧秤,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向,按同样的比例用刻度尺从O点起作出这个弹簧秤的拉力F的图示。

6.通过比较发现,后面的这个合力F好像是以两分力F1和F2为边的平行四边形的对角线,于是以两分力为边长,做平行四边形,并画出对角线,对角线记为F’,比较F’与F,在实验误差允许的范围内相等。

从而得到结论:求两个力的合力,可用平行四边形法则。

7.改变两个分力F1和F2大小和夹角,再重复实验两次,看看结论是否相同。

5、实验结论:求两个力的合力,可用平行四边形法则注意事项:1.检查弹簧秤使用前指针是否指零。

60 2.用两个弹簧秤勾住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︒100之间为宜。

到︒3.在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。

4.使用测力计拉细绳套时,要使测力计的弹簧与细绳套在同一直线上,弹簧与木板面平行,避免弹簧与测力计壳、测力计限位卡之间有摩擦。

高中物理高考 第2章 实验3 探究两个互成角度的力的合成规律 2023年高考物理一轮复习

高中物理高考 第2章 实验3 探究两个互成角度的力的合成规律    2023年高考物理一轮复习
只要使测力计A的示数减小就行,说法合理即可.
例4 有同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律: 在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点 O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根 绳子的拉力F1、F2和F3,回答下列问题: (1)改变钩码个数,实验可能完成的是_B__C_D__(填正确答案标号). A.钩码的个数N1=N2=2,N3=5 B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4 C.钩码的个数N1=N2=N3=4 D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5
刻度 D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计
的拉力
两绳套拉力的合力不一定沿角平分线,选项A错误; 同一次实验,用一绳套拉橡皮条和用两绳套拉橡皮条结点O的位置相 同,不同次实验结点O的位置可以不同,选项B正确; 为了减小摩擦和误差,施力方向应沿测力计轴线,读数时视线应正 对测力计刻度,选项C正确; 合力可以比分力大,也可以比分力小,选项D错误.
4.数据处理 (1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出 这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边作平行四边 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.
实验中的分力与合力的关系必须满足:|F1-F2|≤F3≤F1+F2(等号在 反向或同向时取得),因此B、C、D三项都是可以的.
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是__A___(填选项前字母). A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子
的方向 B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度 C.用量角器量出三段绳子之间的夹角 D.用天平测出钩码的质量

实验探究两个互成角度的力的合成规律-[新]高中物理必修第一册

实验探究两个互成角度的力的合成规律-[新]高中物理必修第一册
4.用两弹簧测力计拉橡皮条时,两弹簧测力计间的夹角应取90°。( )
答案:× 解析:两弹簧测力计间的夹角可以任意选取,只要不太大也不太 小就可以。
问题一
问题二
随堂检测
不要直接沿细绳套方向画直线,应在细绳套两端各画个投影点,去掉细绳套后,连直线确定力的方向。
1 N,读数时应估读一位,所以读数分别为2.
(2)在如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。 进行图乙中的操作时,拉力F1、F2的方向一定相互垂直 变式训练2做“验证力的平行四边形定则”的实验时:
本实验中对两2只.记弹簧录测力细计绳有何的要求方?使向用时时应注,意沿哪细些问绳题?方向在细绳下白纸上点两个相距较
1 N,读数时应估读一位,所以读数分别为2.
(2)本实验中两弹簧测力计所拉绳间的夹角一般在60°到120°之 间较合适,A错误;为了减小误差,便于确定两拉力的方向,拉橡皮条 的细绳要稍长一些,且必须使橡皮条、细绳、弹簧测力计都与木板 平行,细绳要与弹簧测力计轴线在同一直线上,读数时视线要正对 弹簧测力计刻度,B、C、D均正确。
答案:(1)B (2)BCD
远的点即可。( ) 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
(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。
答案:√ (2)角度合适:两个弹簧测力计所拉细绳套的夹角不宜太小,也不宜太大,以60°~100°为宜。
C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D.用两个弹簧测力计拉绳套时,两测力计示数要保持相同
E.用两个弹簧测力计拉绳套时,两测力计拉力方向要互成90°角,

高三物理知识点:力的合成与分解公式

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1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2 (F1>F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)
注:
(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;
(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;
(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。

2024届高考物理微专题:探究两个互成角度的力的合成规律

2024届高考物理微专题:探究两个互成角度的力的合成规律

微专题16实验:探究两个互成角度的力的合成规律本实验方案有多种:橡皮筋和弹簧测力计、橡皮筋和钩码、全用橡皮筋或弹簧、全用钩码等.无论什么方案,本实验的核心是要理解合力和分力分别是哪些力,怎样确定合力、分力的大小和方向,怎样作力的平行四边形图形.本实验的基本方法是等效替代法.1.(2023·天津市南开区模拟)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图,F为用平行四边形定则作出的合力.甲乙(1)本实验中“等效替代”的含义是________;A.橡皮筋可以用细绳替代B.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C.右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D.两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代(2)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________;(3)实验中用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮筋时,必须记录的有________;A.两细绳的方向B.橡皮筋的原长C.两弹簧测力计的示数D.结点O的位置(4)本实验中,采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差________.A.两个分力F1、F2间的夹角越小越好B.两个分力F1、F2的大小要适当大些C.拉橡皮筋的细绳要稍短一些D.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度(5)在实验中,如果将细绳换成橡皮筋,那么实验结果将________(填“变”或“不变”)答案(1)D(2)F′(3)ACD(4)BD(5)不变解析(1)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中“等效替代”的含义是两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代,故D正确,A、B、C错误;(2)两力中方向沿AO方向的是实验值,而理论值是运用平行四边形定则得出的,即F是理论值,F′是实验值,由于误差的存在F与F′不重合,故应填F′.(3)实验过程中需要记录拉力的方向、拉力的大小与结点的位置,不需要记录橡皮筋的原长,故选A、C、D.(4)两个分力F1、F2的夹角过大或过小都会增大实验误差,故A错误;为了减小实验读数误差,应让两分力适当大些,故B正确;细绳应长一些,方便记录拉力的方向,故C错误;实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度,减小误差,故D 正确.(5)本实验中,记录的是力的大小和方向,故可以将细绳换成橡皮筋,实验结果不变.2.甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”.弹簧测力计a挂于固定点c,下端用细线挂一重物Q.弹簧测力计b的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计a和b的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向.(1)图中弹簧测力计a的示数为________N;(2)下列必要的实验要求是________(请填写选项前对应的字母);A.应测量重物Q所受的重力B.弹簧测力计应在使用前校零C.细线方向应与木板平面平行D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置(3)乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点,两弹簧测力计读数分别为F1和F2,用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F′,通过作图法验证时,图中符合实际情况的是________.答案(1)5.80(2)ABC(3)C解析(1)图中弹簧测力计a最小分度为0.1N,需估读一位,故其示数为5.80N.(2)本实验要验证当两个力的作用效果与一个力的作用效果相同时,他们满足平行四边形定则,故需测量出两个分力的大小,重物Q的重力,故Q的重力需要测量,A正确;弹簧测力计在使用前应校零,B正确;细线方向应与木板平面平行,避免形成垂直木板的分力,C正确;同一次实验中,O点应静止在同一位置,改变拉力进行多次实验,O点位置可以不在同一位置,D错误.(3)乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点,两弹簧测力计读数分别为F1和F2,用平行四边形画出来的合力理论值为F,用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时,拉力F′的方向一定与橡皮筋在同一直线,为合力的实际值,通过作图法验证时,图中符合实际情况的是C图.3.(2023·辽宁省模拟)某同学用图甲所示装置做“探究求合力的方法”实验.其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.(1)要减小实验误差,下列措施可行的是__________.A.两个分力F1、F2的大小要适当大些B.两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些C.拉橡皮筋的细绳要细些且要稍短一些D.标记细绳方向的点要尽量离结点近些(2)若实验中弹簧测力计的量程均为5N,某次实验用两个弹簧测力计拉橡皮筋时,两个绳套间的夹角为60°,两弹簧测力计的示数恰好均如图乙所示,弹簧测力计的示数为________N,你认为这次操作________(填“合适”或“不合适”),原因是__________________________.(3)某次实验的结果如图丙所示,这次实验F1、F2刚好垂直,若在图丙所示的实验结果中,保持结点的位置、F2的方向不变,将两个分力的夹角增大,则F1__________(填“变大”“变小”或“不变”),F′________(填“变大”“变小”或“不变”).答案(1)A(2)3.6不合适两个分力的合力大于弹簧测力计的量程,当用一个弹簧测力计拉橡皮筋时将无法操作(3)变大不变解析(1)为了减小读数误差,应让两力适当大些,故A正确;两个分力F1、F2间的夹角过大或过小,都会增大实验误差,故B项错误;为了准确记下拉力的方向,故采用两点描线时两点距离应尽量大一些,细绳应长些,故C、D错误.(2)弹簧测力计的示数为3.6N;这次操作不合适;因为当F1与F2大小都为3.6N且夹角为60°时,两个力的合力大小为F=2F1cos30°=3.63N>5N,即F超过了弹簧测力计的量程,当用一个弹簧测力计拉橡皮筋时将无法操作.(3)结点的位置不变,合力不变,即F′不变,F2方向不变,增大两个分力夹角.由图示可知,F1、F2均增大.4.(2023·河北省名校联盟摸底考试)如图所示,某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则.固定在竖直木板上的量角器直边水平,橡皮筋一端固定于量角器圆心O的正上方A处,另一端系着绳套1和绳套2.(1)主要实验步骤如下:①弹簧测力计挂在绳套1上,竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O处,记下弹簧测力计的示数F;②将弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O处,此时绳套1沿0°方向,绳套2沿150°方向,记下拉绳套1的弹簧测力计的示数F1;③根据力的平行四边形定则,计算此时绳套1的拉力F1′=________F;④比较________,即可初步验证力的平行四边形定则;⑤改变绳套2的方向,重复上述实验步骤.(2)保持绳套2方向不变,绳套1从图示位置向下缓慢转动的过程中为保持橡皮筋的结点在O 处不动,绳套1旋转角度应满足的范围是______.答案(1)③3④F1和F1′(2)0~90°解析(1)根据力的平行四边形定则,绳套1的拉力与绳套2的拉力的矢量和等于F,由几何关系知F1′=F tan60°=3F实际测量绳套1的拉力F1和应用平行四边形定则计算的绳套1的拉力F1′进行比较,若两者在误差允许的范围内近似相等,即可初步验证力的平行四边形定则.(2)保持绳套2方向不变,绳套1从图示位置向下缓慢转动的过程中为保持橡皮筋的结点在O 处不动,即保持两力的合力沿AO方向,故绳套1旋转角度应满足的范围是0~90°.5.某同学用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿泉水等器材验证“力的平行四边形定则”.实验时,先将一弹簧一端固定在墙上的钉子A上,另一端挂矿泉水瓶,如图甲所示;然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子A、B上,另一端连接于结点O,在结点O挂矿泉水瓶,静止时用智能手机的测角功能分别测出AO、BO与竖直方向的偏角α、β,如图乙所示.改变钉子B的位置,按照上述方法多测几次.(1)依据上述方案并根据力的平行四边形定则,为画出力的合成图,必需的操作是________.(选填选项前的字母).A.实验中要使AO、BO长度相同B.要测量弹簧的原长C.要测量图甲、乙中弹簧的长度D.实验中要使结点O的位置始终固定不变(2)根据实验原理及操作,为验证力的平行四边形定则,在作图时,图中________(选填“丙”或“丁”)是正确的.(3)某次实验中测得乙图中α=30°,β=45°,保持α偏角不变,将OB从乙图中位置沿顺时针缓慢转到水平位置,则OA中弹簧的长度将__________,OB中弹簧的长度将________(均选填“一直增大”“一直减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”)答案(1)BC(2)丙(3)一直增大先减小后增大解析(1)实验中,甲图用来测量合力,乙图用来测量两个分力,根据胡克定律,弹簧弹力的大小与弹簧伸长量成正比,弹簧弹力的大小可用弹簧伸长量来表示,因此必须测量弹簧的伸长量,选项B、C正确;但AO、BO长度不必相同,选项A错误;实验中一瓶矿泉水的重力是定值,所以不必保证O点固定不变,选项D错误.(2)实验中矿泉水瓶重力方向始终竖直向下,所以x1沿竖直方向,丙图正确.(3)对O点受力分析,O点处于动态平衡中,一瓶矿泉水的重力大小、方向都不变,OA中弹簧弹力方向不变,根据平行四边形定则易得OA中弹力将一直变大,OB中弹力将先减小后增大,如图所示.所以OA中弹簧的长度将一直增大,OB中弹簧的长度将先减小后增大.。

互成角度的二力合成规律

互成角度的二力合成规律

互成角度的二力合成规律引言:在物理学中,力是物体之间相互作用的结果。

当两个力同时作用于一个物体时,我们需要找到一个合力来代替这两个力的效果。

而互成角度的二力合成规律就是一种常用的方法,用来求解这种合力。

一、互成角度的二力合成规律的概念互成角度的二力合成规律是指当两个力作用于同一个物体,并且这两个力的作用方向不重合,而是互相夹角时,我们可以通过合成这两个力,找到一个合力来代替它们的效果。

这个合力的大小和方向可以通过几何方法或者分解力的方法来求解。

二、几何方法求解互成角度的二力合成几何方法是一种直观的方法,我们可以通过绘制向量图来求解合力。

具体步骤如下:1. 在一个平面上,选择一个合适的比例,用箭头表示两个力的大小和方向,箭头的长度代表力的大小,箭头的方向代表力的方向。

2. 将两个力的箭头首尾相连,形成一个三角形。

3. 通过测量这个三角形的边长和夹角,可以求得合力的大小和方向。

4. 最后,我们可以用箭头表示合力,箭头的长度代表合力的大小,箭头的方向代表合力的方向。

三、分解力的方法求解互成角度的二力合成分解力的方法是一种将力分解为两个互相垂直的分力的方法。

具体步骤如下:1. 根据两个力的夹角,选择一个合适的坐标系,将其中一个力分解为平行于坐标轴的分力,另一个力分解为垂直于坐标轴的分力。

2. 通过几何关系,可以求得这两个分力的大小。

3. 最后,将这两个分力按照几何关系的要求合成,可以求得合力的大小和方向。

四、实例分析假设一个物体受到一个力F1=10N和另一个力F2=20N的作用,这两个力的夹角为60°。

我们可以通过互成角度的二力合成规律来求解这个物体所受的合力。

1. 使用几何方法求解:首先,我们在一个平面上绘制两个力的向量图。

假设比例为1cm:5N,我们可以绘制出F1和F2的向量图,箭头的长度分别为2cm和4cm,夹角为60°。

然后,根据三角形的性质,我们可以测量出这个三角形的边长和夹角。

高考物理公式 力的合成与分解公式

高考物理公式 力的合成与分解公式

2019年高考物理公式力的合成与分解公式高考物理答题时离不开公式,为方便同学们复习物理知识点,查字典物理网小编整理了2019年高考物理公式力的合成与分解公式,希望大家仔细的阅读。

力的合成与分解公式总结
1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2 (F1>F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)
注:
(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;
(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;
(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号
表示力的方向,化简为代数运算。

以上内容是查字典物理网小编为大家带来的2019年高考物理公式力的合成与分解公式,希望大家能够重视高考物理复习,这样才能提高复习效率,从而在考试中轻松取得好成绩。

原创高中物理实验探究两个互成角度的力的合成规律—人教版

原创高中物理实验探究两个互成角度的力的合成规律—人教版

实验探究两个互成角度的力的合成规律一、实验目的1.练习用作图法求两个力的合力。

2.验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则。

二、实验原理1.等效思想:若用一个力F′或两个力F1和F2共同作用都能把橡皮条沿某一方向拉至相同长度,即力F′与F1、F2的共同作用效果相同,那么F′为F1、F2的合力。

2.用弹簧测力计分别测出F′和F1、F2的大小,并记下它们的方向,作出F′和F1、F2的图示,以F1、F2的图示为邻边作平行四边形,其所夹的对角线即为用平行四边形定则求得的F1、F2的合力F。

3.比较F′与F,若它们的长度和方向在误差允许的范围内相等,则可以证明平行四边形定则的正确性。

三、实验器材方木板、白纸、图钉若干、细芯铅笔、橡皮条一段、细绳套两个、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺.四、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.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1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.(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和细绳套的方向.图13.作图对比(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橡皮条时拉力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(如图2所示).(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重合.4.重复改变两个分力F1和F2的大小和夹角,再重复实验两次,比较每次的F与F′在实验误差允许的范围内是否相等.五、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。

高中物理新人教版必修1 第三章 实验 互成角度两个力合成

高中物理新人教版必修1 第三章 实验 互成角度两个力合成
答案:50 3 N 50N
【变式训练】1.(2019·盐城高一检测)如图所示,弹簧的劲度系 数为k,小球重力为G,平衡时球在A位置。今用力F将小球向下拉 动距离x至B位置,则此时弹簧的弹力大小为( )
A.kx
B.kx+G
C.G-kx
D.以上都不对
【解析】选B。球在A位置时弹簧已经伸长了(设为Δx),故球在 B位置时弹力FB=k(Δx+x)=k·Δx+kx。因为球在A位置平衡, 即G=k·Δx,所以FB=G+kx。故选B。
3.两个大小和方向都确定的共点力,其合力的( )
A.大小和方向都确定
B.大小确定,方向不确定
C.大小不确定,方向确定
D.大小、方向都不确定
【解析】选A。对于平行四边形,当两邻边确定时,其对角线是确
定的,所以根据平行四边形定则,两个分力的大小、方向确定时,
其合力的大小和方向都确定。
4.(多选)关于两个共点力与它们的合力,下列说法正确的是 ()
2.(多选)(2019·邢台高一检测)关于合力与分力,下列说法中 正确的是( ) A.合力的大小一定大于每一个分力的大小 B.合力的大小至少大于其中一个分力的大小 C.合力的大小可能与两个分力的大小都相等 D.合力的大小可能比每一个分力都大也有可能比每一个分力都 小
【解析】选C、D。合力的大小与分力的大小关系和它们的夹 角有关。以二力合成为例,当两个力等大且夹角为120°时,合力 与分力等大,夹角大于120°时,任一分力都大于合力,夹角小于 120°时,合力大于任一分力,所以A、B错误,C、D正确。
【通关1+1】
1.(2019·南通高一检测)F1、F2是力F的两个分力。若F=10N,则 下列不可能是F的两个分力的是( )

互成角度的两个力的合成

互成角度的两个力的合成

互成角度的两个力的合成1.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法则。

2.实验原理先用弹簧秤测出分力F1、F2及它们的合力F',再根据平行四边形法则作出分力F1、F2的合力F(理论值)。

比较F'(真实的合力)和F(用平时边形做出的合力)的大小和方向。

当它们在实验允许的误差范围内相等时,就验证了力的合成的平行四边形法则。

3.实验器材方木板一块、白纸一张、弹簧秤两只、橡皮筋一根、细绳套两个、三角板一副、刻度尺一根、图钉几枚。

4.实验步骤(如图1所示)①把方木板平放在桌面上,用图钉把白纸钉在木板上。

②用图钉把橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两个细绳套。

③用两个弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋的结点伸长到某一位置O,并用铅笔描下结点O位置、细绳的方向,并记录下弹簧秤的示数F1、F2。

④只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮筋的结点拉长到O点位置,用铅笔描下细绳的方向,记录下弹簧秤的示数F'。

⑤按选定的标度作出两只弹簧秤拉力F1、F2 的图示,并作出F1、F2的合力F的图示。

⑥按选定的标度作出F的图示。

⑦比较两个力F1、F2的合力F'(真实值)和F(理论值)大小和方向,看在实验允许的误差范围内,两者的大小和方向是否相同。

⑧改变F1、F2的大小和方向,再重复实验两次。

5.注意事项㈠注意弹簧测力计的选取和使用①弹簧测力计使用前应将弹簧测力计水平放置,然后检查、矫正零点. 需了解弹簧测力计的量程、单位和最小刻度,读数时视线要正对刻度线.②选择弹簧测力计时,可将两个弹簧测力计自由端钩在一起沿水平方向对拉,看两个读数是否一样,若一样才能使用.③弹簧测力计测拉力时弹簧的伸长方向和所测拉力方向要一致,弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦. 橡皮条、弹簧测力计和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内.④在不超出弹簧测力计量程的条件下,该尽可能使弹簧测力计的拉力大一些,以减小误差.㈡注意橡皮条的选取和使用①不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条,要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化.②可用两根橡皮筋并联使用以增大其劲度系数.③同一次实验中,橡皮筋的结点O的位置一定要相同(保证等效).㈢注意纸张的选取和作图①白纸不要选的过小,画力的图示应选择适当的单位长度,画分力F1、F2的合力时要准确,图要尽可能画得大些,以使测量值的最后一位估读数字在图上能准确表示出来.②严格按力的图示要求和几何方法求出力的合力6.误差分析①弹簧秤使用前没调零会造成系统误差。

2022-2023年高考物理一轮复习 实验:探究两个互成角度的力的合成规律课件(重点难点易错点核心)

2022-2023年高考物理一轮复习 实验:探究两个互成角度的力的合成规律课件(重点难点易错点核心)

(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项,你认为正确的有 AC ; A.拉橡皮条的细绳套适当细一些且长一些 B.实验中把橡皮条结点拉到O点时,两弹簧测力计之间的夹角为90°不变,可便 于计算合力
C.拉橡皮条时,细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板 D.两根细绳必须等长,且橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 (3)如图丙,某次测量FOB、FOC大小和方向实验过程中发现,FOC读数几乎满量 程,而FOB读数不到量程一半(两弹簧测力计相同),需要做适当调整,下列做法 正确的是 AB . A.保持结点O位置不变、OB方向不变,OC逆时针转过一定的角度 B.保持结点O位置不变,OB、OC逆时针转过适当的角度 C.适当调整结点O远离A,OB顺时针方向、OC逆时针方向各转过适当角度 D.适当调整结点O靠近A,OB方向可不变,OC顺时针方向转过一个角度
5.改变两弹簧测力计拉力的大小和两细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只 弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平 行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即合力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实验步骤4中弹簧测力计 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.
用上述方法记录其方向.
(1)实验中确定分力方向时,图甲中的b点标记得不妥,其原因是 O、b两点太近,误差大 .
(2)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目的是 与F1、F2共同作用的效果相同 .
2.在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,某同学进行实验的主 要步骤是: a.如图甲所示,将橡皮筋的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根绳套,每 根绳套分别连着一个弹簧测力计. b.沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将此位置标 记为O点,读取此时弹簧测力计的示数,分别记录两个拉力F1、F2的大小.用 笔在两绳套的拉力方向上分别标记a、b两点,并分别将其与O点连接,表示两 力的方向. c.再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,记录其拉力F的大小并

2019版高中物理教科版必修一教师用书:第二章 力 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 含答案

2019版高中物理教科版必修一教师用书:第二章 力 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 含答案

实验:探究两个互成角度的力的合成规律[学习目标] 1.验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则.2.练习用作图法求两个力的合力.一、实验仪器方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔.二、实验原理1.合力F′的确定:一个力F′的作用效果与两个共点力F1与F2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点,则F′为F1和F2的合力.2.合力理论值F的确定:根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示.3.平行四边形定则的验证:在实验误差允许的范围内,比较F′和F 是否大小相等、方向相同.三、实验步骤1.在方木板上用图钉固定一张白纸,如图1甲所示,用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A点,在橡皮条的另一端拴上两个细绳套.图12.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将结点拉到某位置O,用铅笔描下结点的位置、细绳的方向,并记录两弹簧测力计的读数.3.用一个弹簧测力计把橡皮条拉到同一位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向.4.如图乙所示,按适当的比例作出用两个弹簧测力计拉时的拉力F1和F2的图示以及用一个弹簧测力计拉时的拉力F′的图示,利用刻度尺和三角板,以F1、F2为邻边画出平行四边形,并画出对角线F。

5.比较F与F′的大小和方向,看它们在实验误差允许范围内是否相同,从而验证平行四边形定则.四、注意事项1.结点(1)定位O点时要力求准确;(2)同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持位置不变.2.拉力(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向;(2)应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内;(3)两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小.3.作图(1)在同一次实验中,选定的比例要相同;(2)严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形,求出合力.五、误差分析1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差.2.使用中,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纸面之间有摩擦力存在会造成误差.3.两次测量拉力时,橡皮条的结点没有拉到同一点会造成偶然误差.4.两个分力的夹角太小或太大以及F1、F2数值太小,应用平行四边形定则作图时,都会造成偶然误差.一、实验原理及步骤例1做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时:(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有________和________.(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,另一端结两个细绳套,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________.(3)在某次实验中,某同学的实验结果如图2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.通过把________和______进行比较,验证平行四边形定则.图2答案(1)三角板橡皮条(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(3)F F′F F′解析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.二、实验数据处理例2某同学用如图3甲所示的装置探究两个互成角度的力的合成规律.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F A、F B的大小和方向如图丙所示,请在图丙中作出F A、F B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:__________________.图3答案(2)方向11.40(3)如图所示(4)在实验误差允许范围内F和F′相等,求合力可遵循平行四边形定则三、实验创新例3有同学利用如图4所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力T OA、T OB和T OC,回答下列问题:图4(1)(多选)改变钩码个数,实验能完成的是()A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4C.钩码的个数N1=N2=N3=4D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是()A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向和钩码个数B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时,你认为图5中________(选填“甲"或“乙”)是正确的.图5答案(1)BCD(2)A(3)甲解析(1)对O点受力分析如图所示,OA、OB、OC分别表示T OA、T OB、T OC的大小,由于三个共点力处于平衡,所以T OA、T OB的合力大小等于T OC,且T OC〈T OA+T OB,即|T OA-T OB|〈T OC<T OA+T OB,故B、C、D能完成实验.(2)为探究两个互成角度的力的合成规律,必须作受力图,所以先明确受力点,即标记结点O的位置,其次要作出力的方向并读出力的大小,最后作出力的图示,因此要做好记录,应从力的三要素角度出发,要记录钩码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向,故A正确,B、C、D错误.(3)以O点为研究对象,F3的实际作用效果在OC这条线上,由于误差的存在,F1、F2的合力的理论值与实际值有一定偏差,故题图甲符合实际,题图乙不符合实际.1.源于教材—-本例的实验原理与教材实验的原理相同.2.高于教材——本实验没有使用弹簧测力计测力的大小,而是用钩码的重力作为绳的拉力,同时用两个光滑的滑轮调节两绳拉力的方向.一、选择题1。

第三章 4.力的合成和分解 第2课时 实验:探究两个互成角度的力的合成规律

第三章  4.力的合成和分解  第2课时 实验:探究两个互成角度的力的合成规律

第2课时实验:探究两个互成角度的力的合成规律必备知识·实验认知一、实验目的1.探究互成角度的力的合成规律。

2.练习用作图法求两个力的合力。

二、实验原理与设计1.实验方法:合力与分力的作用效果相同,可相互替代,即等效替代法。

2.实验原理:实验原理图如图所示。

(1)用一个弹簧测力计拉橡皮条时,拉力F'的方向一定沿AO方向。

(2)因存在误差(读数误差、作图误差等),由平行四边形定则作出的合力不一定沿AO方向。

(3)本实验中一个弹簧测力计的作用效果与两个弹簧测力计的共同作用效果相同,具有等效替代关系。

三、实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、小圆环、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔。

关键能力·实验探究一、实验步骤1.钉白纸:用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。

2.拴绳套: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。

3.两力拉:用两个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。

4.一力拉:只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。

5.重复做:改变两个力F1和F2的大小和夹角,再重复实验两次。

[交流讨论](1)本实验中对两个弹簧测力计有何要求?使用时应注意哪些问题?提示:①本实验中的两个弹簧测力计的选取方法:将两个弹簧测力计调零后互钩水平对拉过程中,读数相同,则可选;若读数不同,应另换或调校,直至相同为止。

②使用弹簧测力计测力时,读数应尽量大些,但不能超出它的测量范围。

③被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致,拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩擦。

④读数时应正对、平视刻度。

(2)实验过程中,需要注意哪些安全问题?提示:①小心放置图钉,避免造成伤害。

②不要将橡皮条拉得过长。

高中物理同步必修第一册 第3章相互作用 实验:探究两个互成角度的力的合成规律

高中物理同步必修第一册 第3章相互作用  实验:探究两个互成角度的力的合成规律

(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴
从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的
大小可由测力计读出.测力计的示数如
图(b)所示,F的大小为__4_.0__N.
图5
解析 由题图(b)可知,F的大小为4.0 N.
(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点,现使用两个测力计同时拉橡 皮筋,再次将P端拉至O点.此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线 所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2 =5.6 N. (ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O点 为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示, 然后按平行四边形定则画出它们的合力F合; 答案 见解析图
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.
图2
c.改变两个分力的大小和夹角,再做两次实验.
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: (1)上述步骤中,正确的顺序是__a_fd_b_e_c__(填写步骤前面的字母).
(1)用直尺、三角板作出F1、F2的合力后,
由 所 作 的 图 可 知 , F1 、 F2 的 合 力 F 大 小 为
__7__ N.
图2
解析 以F1、F2为邻边,作出平行四边形, 如图所示:
由图可知:合力为F=1×7 N=7 N.
1234
(2)用一个弹簧测力计把橡皮条的端点拉到O处,此时拉力为F′.由图可 知,F′与F的大小、方向略有偏差,如果此偏差仅由F1的大小引起,则 引起偏差的原因是F1的大小比真实值偏__大___(选填“大”或“小”).

高中物理【实验:探究两个互成角度的力的合成规律】

高中物理【实验:探究两个互成角度的力的合成规律】

第2课时实验:探究两个互成角度的力的合成规律一、实验目的探究两个互成角度的力的合成规律。

二、实验原理1.合力F′的确定:一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果都是使橡皮条伸长到同一点,则F′就是F1、F2的合力。

2.合力理论值F的确定:根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示。

3.两个互成角度的力的合成规律的验证:比较F和F′的大小和方向是否相同。

三、实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉(若干)。

四、实验步骤1.钉白纸:用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。

2.拴绳套: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。

3.两力拉: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。

4.一力拉: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,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。

5.改变两个力F1和F2的大小和夹角,再重复实验两次。

五、数据处理1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳的方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数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F′的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示。

3.比较F′和根据平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同。

六、误差分析1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差。

2.使用中,弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间有摩擦力存在会造成误差。

3.两次测量拉力时,橡皮条的结点O没有拉到同一点会造成误差。

4.两个分力的夹角太小或太大,F1、F2数值太小,应用平行四边形定则作图时,会造成误差。

七、注意事项1.结点O(1)定位O点时要力求准确;(2)同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持不变。

2025高考物理 探究两个互成角度的力的合成规律

2025高考物理   探究两个互成角度的力的合成规律

2025高考物理探究两个互成角度的力的合成规律一、实验题1.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。

图乙是在白纸上根据实验结果画出的图,F为用平行四边形定则做出的合力。

(1)本实验中“等效替代”的含义是;A.橡皮筋可以用细绳替代B.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C.右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D.两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代(2)图乙中的F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是;(3)实验中用两个完全相同的弹簧秤成一定角度拉橡皮筋时,必须记录的有;A.两细绳的方向B.橡皮筋的原长C.两弹簧秤的示数D.结点O的位置(4)本实验中,采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差。

A.两个分力F1、F2间的夹角越小越好B.两个分力F1、F2的大小要适当大些C.拉橡皮筋的细绳要稍短一些D.实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度(5)在实验中,如果将细绳换成橡皮筋,那么实验结果将(填“变”或“不变”)2.在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有:木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。

完成下列实验步骤: ①用图钉将白纸固定在水平木板上。

①将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻质小圆环上。

将两细线也系在小圆环上,它们的另一端均挂上测力计。

用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力1F 和2F 的大小,并 。

(多选,填正确答案标号)A .用刻度尺量出橡皮条的长度B .用刻度尺量出两细线的长度C .用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置D .用铅笔在白纸上标记出两细线的方向①撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到 ,由测力计的示数得到拉力F 的大小,沿细线标记此时F 的方向。

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第二部分力学
2-1互成角度的两个力的合成
1.基本测量工具和测量数据
1.基本测量工具及其使用
①弹簧秤测两个分力的大小和等效合力的大小②量角器测量由平行四边形法则作图得到的合力F与用一个弹簧秤直接拉出的合力F′的夹角θ③刻度尺(或者绘图三角板)则是作力的方向时画线和一定比例用长度表示力的大小
使用弹簧秤应注意:
①使用前要先调到零点,再用标准砝码检查示值是否准确,如不准,可以旋转卡在弹簧圈的三角形钢片来改变弹簧的工作圈数,对于示值偏大的,应把三角片向上拧几圈,减少弹簧的工作圈数,增大偏强系数;对于示值偏小的则采取相反措施。

②使用时弹簧的伸长方向和所测拉力方向要一致。

③弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生磨擦。

(2)测量数据的有效数字。

①J2104型测力计,其刻度是“0_5牛”,分度值0.1牛,在任意点的示值误差都不大于0.05牛,
因此测量数据的有效数字末位就在精度的同一位,只准确到0.1牛即可,若无估读,则在百分位上补“0”表示测量的准确度。

在实际应用中,还存在分度值为0.2牛的条形测力计,使用估读时可以将每1分度分为2等分,若指针超过1等分即超过半格就算1个分度值0.2牛,小于1等分即未超过半格就舍去,这样的示值误差也不大于0.05牛,测量数据的有效数字末位就在精度的同一位,若无估读仍不需在百分位补“0”。

②量角器的测量角度值准确到1°即可,由实验经验得知:在两个分力都不小于2牛、分力夹角不大于90°的条件下,用作图得到的合力F跟实测结果F′比较,在方向上相差一般不超过5°,无估读时在有效数字末位补“0”
2.实验条例与点拨
[实验目的]
验证两个互相角度的共点力的合成遵从平行四边形法则
[实验器材]
1.木板一块②测力计两个③细绳两段④橡皮条一段⑤白纸⑥铅笔⑦尺⑧量角器⑨图钉
点拨:测力计可以只用一个,分别测出两个分力,虽然操作较麻烦,但可避免两个测力计的不一致性带来的误差。

[实验原理]
利用测力计测力作矢量图验证力的平行四边形法则。

[实验步骤]
1.把橡皮条的一端固定在板上的A点。

2.用两条细绳结在橡皮条的另一端,通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条,橡皮条伸长,使结
点伸长到O点(如图2-1)
点拨:经验得知两个分力F1、F2间夹角θ越大,用平行四边形作图得出的合力F的误差也越大,所以实验中不要把θ角取得太大,一般不大于90°为最佳。

橡皮条、细绳、测力计应在同一平面内,测力计的挂钩应避免与纸面磨擦。

3.用铅笔记下O点的位置,画下两条细绳的方向,并记下两个测力计的读数。

点拨:拉橡皮条的细线要长些,标记每条细线方向的方法是使视线通过细线垂直于纸面,在细线下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置,并使这两个点的距离要尽量远些。

(4)在纸上按比例作出两个力F1、F2的图示,用平行四边形法则求出合力F。

点拨:作图要用尖铅笔,图的比例要尽量大些,要用严格的几何方法作出平行四边形,图旁要画出表示力的比例线段,且注明每个力的大小和方向。

(5)只用一个测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点,记下测力计的读数和细绳的方向,按同样的比例作出这个力F′的图示,比较F′与用平行四边形法则求得的合力F,比较合力大小是否相等,方向是否相同。

(6)改变F1和F2的夹角和大小,再做两次。

点拨:改变分力大小和夹角再做两次时,每次都把橡皮条的结点拉到O点,为了直观地看出分力可能大于合力,可以使其中一次两个分力的夹角大于120°。

[实验记录]
项目
次数
分力F1(牛)分力F2(牛)
用平行四边形
法则作图量出
合力F
用一个测力计
直接测出F1、F2
的合力F′
F′与F的夹
角θ(度)
1 2.0
2
3
点拨(1):实验中根据记录两个分力F1、F2的夹角a和对应的一个弹簧秤测出的实际合力F′描点作图象,如图2-2所示,则由图象可求出这个弹簧秤的实际拉力的值域和对应分力的值域。

对(甲)图,由|F1-F2|=2牛,F1+F2=10牛,得F′∈[2牛,10牛]F1(或F2)∈[4牛,6牛];
对(乙)图由|F1-F2|=2,F+F22=102得F′∈[2牛,14牛],F1(或F2)∈[6牛,8牛]。

点拨(2):互成角度两个力的合力的变化,看橡皮条结点O的位置变化,而在每次实验中橡皮条结点的位置是不能改变的。

点拨(3):综上述,本实验误差主要来源有:
①用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内,这样两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小。

②结点O的位置和两个测力计的方向画得不准,造成作图的误差。

③两个分力的起始夹角a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a变化范围不大,因而测力计示数变化不显著,读数误差大。

④作图比例不恰当造成作图误差。

实验中易混淆的是:量角器测量的F′与F的偏角θ与不需测量的F1与F2的夹角a。

易错的是:由作图法得到的合力F和单个测力计测量的实际合力F′错乱,易忘的是:忘记检查测力计的零点,忘了记下用一个弹簧秤测量的实际合力F′的大小和方向。

[实验结论]
用平行四边形法则作图量出两个分力F1、F2的合力F与用一个测力计直接测出的合力F′,在误差范围内是相等的。

3.实验变通
变通(1):在验证两个互成角度的共点力合成遵从平行四边形法则的实验中,只用一个测力计,其他的器材不变,请叙述实验步骤和方法。

变通(2):不用弹簧秤,只用三条相同的橡皮条、四个图钉、一把直尺和一支铅笔、三张白纸、平木板也可以验证平行四边形法则、其步骤、方法如下:
①将三条橡皮的一端都拴在一个图钉O上,将这三条橡皮的另一端分别再拴一个图钵A、B、C,注意此时四个图钉均未固定在板上,如图2-3。

②用直尺测出橡皮条的自由长度L0,注意从图钉脚之间测起。

③将拴有橡皮的图钉A、B适当张开钉在木板上,拉第三根橡皮C,即使三条橡皮互成角度拉伸,待节点处的图钉O静止时,钉下C图钉,并记录图钉O的位置(注意此时O图钉不能钉)记录图钉A、B、C的位置,(此时图钉有孔,不需铅笔)
④测出这三条橡皮的长度L1、L2、L3,分别算出它们的伸长量X1= L1-L0,X2= L2-L0,X3= L3-L0。

⑤将X1、X2、X3按一定比例图示出来,以X1、X2为邻边作平行四边形,求出其对角线OC′,比较OC′与OC 的长度(即X3的长度)相等,且在一条直线上,则达到目的,若OC′与OC有一微小夹角θ,则有误差(图2-3所示)。

本实验是根据图钉O受到三个平面共点力而静止,任意两个力的合力与第三个力大小相等方向相反的原理。

4.练习
(1)在《互成角度的两个共点力的合成》实验中,用A、B两只弹簧秤把结点拉到某一位置O,这时两绳套AO、BO的夹角∠AOB<90°,如图2-4所示,现改变弹簧秤A的拉力方向而不改变拉力大小,使a角减小,那么要使结点仍被拉到O点就应调整弹簧秤B的拉力大小及β角,则下列调整方法可行的是[ ]
A.增大弹簧秤B的拉力的同时增大β角
B.增大弹簧秤B的拉力的同时保持β角不变
C.保持B的拉力大小不变,增大β角
D.增大B的拉力的同时减小β角
(2)在互成角度的两个力的合成实验中,某同学用长钉代替图钉固定橡皮条于A点,操作时,一个测力计向上仰角为a,另一个测力计向下倾角为β,而只用一个测力计拉结点至O点时,测力计保持水平,如如图2-5所示,根据实验数据画出了图2-6,则下列说法正确的是[ ]
A.图2-6中标出的F1、F2和F、F′四个力,其中F′不是由测力计直接测量的。

B.图2-6中F1偏大,F2偏小
C.图2-6中F1、F2均偏大
D.由作图得到的合力大于由一个测力计直接测量的合力
(3)在两个共点力的合成实验中,在两个测力计F1、F2拉力作用下,橡皮条结点在O点,现只保持一个测力计的方向不变时(设只保持分力F2的方向不变),改变另一个分力F1的大小和方向,使结点回到原位置O点,则F1和F2的大小和方向关系如何?。

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