新教材物理粤教版必修一 第2课时 实验：探究两个互成角度力的合成的规律

2.测量与记录 (1)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。
(2)如图(b)所示，直接用一个弹簧测力计去拉细绳，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。 (3)在平板上用力的图示法作出三个力，如图所示，观察这三个力所构成的几何图 形。 (4)改变第(1)步中两个拉力的大小和方向，重复上述实验步骤。
五、数据处理 1.用铅笔和刻度尺从定位圆的圆心沿两细绳套方向画线，按选定的标度作出这两个
弹簧测力计的拉力F1和F2的图示。 2.用刻度尺从定位圆的圆心按同样的标度沿记录的方向作出只用一个弹簧测力计的
拉力F的图示。 3.连接F1、F的箭头端和F2、F的箭头端，观察这三个力所构成的几何图形，探究合
力与分力的关系。
解析 (1)拉橡皮筋的绳细一些且长一些，实验效果更好，故A正确；作图时，我们 做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有较大差别， 同时为了减小因摩擦造成的误差，故应使各力尽量与平板面平行。以及读弹簧秤示 数时，视线要正对刻度，故B、D正确；在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置， 即一力的作用效果与两个力作用效果相同，且拉力适当大一些，减小测量的误差， 故C正确；实验中，弹簧的读数大小适当，便于做平行四边形即可，并非要求一定 达到最大程度，故E错误；合力不是算出的，而是通过平行四边形作出的，故F错误。 故选A、B、C、D。
(2)两力均为 4 N，且相互垂直，则其合力大小为 F＝4 2 N≈5.6 N>5 N
合力超过了弹簧秤的量程，故弹簧秤无法测出物体所受的合力，故不能使用。 答案 (1)ABCD (2)不能 合力超过了弹簧秤的量程
[针对训练1] 某同学用如图所示的实验装置来“探究求合力的方法”。弹簧测力计A 挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。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点的位置和拉线的方向。 (1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为__________ N。 (2)下列不必要的实验要求是______________。(请填写选项前对应的字母)
力的关系探究装置、弹簧测力计(两个)、橡皮筋、夹子、汇力圆环、带钩子的细 绳套(两个)、三角板、刻度尺、铅笔。
四、实验步骤 1.仪器安装
(1)如实验原理图所示，将夹子夹在“力的关系探究装置”的“0”号射线顶端。
(2)把橡皮筋的一端固定在夹子上，另一端拴上汇力圆环，把两个细绳套通过钩子挂 在汇力圆环上。
F.实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取90°以便于算 出合力大小 其中正确的是________(填入相应的字母)； (2) 若 两 个 弹 簧 秤 的 读 数 均 为 4 N ， 且 两 弹 簧 秤 拉 力 的 方 向 相 互 垂 直 ， 则 ________(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧秤测量出它们的合力， 理由是__________________________________________。
2.关键能力 合力。
实验探究能力。
一、实验目的 1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。 2.学会用作图法处理实验数据和得出实验结论。 二、实验原理
等效思想：使一个力F的作用效果和两个力F1和F2的作用效果相同，就是使同一 条一端固定的橡皮筋伸长到同一点，即伸长量相同，所以F为F1和F2的合力，作 出力F、F1、F2的图示，观察这三个力所构成的几何图形，得出这三个力满足的 几何关系。 三、实验器材
六、误差分析 1.弹簧测力计读数时会带来误差，在条件允许的情况下，弹簧测力计的示数适当大
一些。读数时眼睛一定要平视，要按有效数字的读数规则正确地读数和记录。 2.针对作图带来的实验误差，重点关注两方面，一是两个分力F1、F2间的夹角要适
当大一些，以60°～100°之间为宜，夹角太大或太小都会带来较大误差，此外 细绳套应适当长一些，便于确定力的方向；二是选定的标度要合理，两个分力的 图示分别等于3～6倍标度比较合理。
第2课时 实验：探究两个互成角度力的合成的规律
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学习目标要求
核心素养和关键能力
1.科学探究 1. 会 通 过 实 验 验 证 互 成 角 度 的
能从等效替代的角度提出用一个力等效替代两个力的实验 两个力合成的平行四边形定则。
思路，设计实验探究的方案，探究分力与合力的关系。 2.练习使用作图法求两个力的
解析 (1)A的示数为3.80 N。 (2)实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力 必须要知道，故选项A正确；弹簧测力计是测量力的大小，所以要准确，必须在测量 之前校零，故选项B正确；为了防止出现竖直方向上的分力，拉线方向应与木板平面 平行，故选项C正确；由于本实验中物体的重力一定，因此两弹簧测力计的拉力的合 力大小方向均是一定的，所以不需要再让结点每次静止在同一位置，故选项D错误。 (3)弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，可改变合力的大小，即减小拉弹簧测力计B的 力，也可以让两个分力夹角变小，即减小拉B的力或减小OB与竖直向上方向的夹角。 答案 (1)3.80 (2)D (3)减小拉B的力或减小OB与竖直向上方向的夹角(二者答一即 可)
探究 科学探究之实验操作
[例1] 在“探究求合力的方法”的实验中，需要将橡皮筋的一端固定在水平板上，另 一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图)。实验中需用两个弹簧秤分别勾 住绳套，并互成角度的拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点到达某一位置O。
(1)某同学在做该实验时认为 A.拉橡皮筋的绳细一些，且长一些，实验效果较好 B.拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近平板且与平板平面平行 C.橡皮筋弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些 D.实验中，弹簧秤必须保持与平板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 E.实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹 簧秤拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点
A.应测量重物M所受的重力 B.弹簧测力计应在使用前调零 C.拉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)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，在保证现有器材不 变的情况下怎样调整弹簧测力计B____________________________________。