《實驗：探究兩個互成角度的力的合成規律》互動――力PPT

描述

《實驗：探究兩個互成角度的力的合成規律》交互作用—力PPT

第一部分內容：實驗基礎

實驗目的

1.練習用來作為圖法求兩個力的合力。

2.驗證兩個互成角度的力合成的平行四邊形定則。

實驗原理

1．合力F′的確定：把一端固定的同一根橡皮條拉伸到某點，一次只用一個力F′的作用，另一次用兩個共點力F1與F2的共同作用，則F′為F1和F2的合力。

2．合力理論值F的決定：作出F1和F2的圖示，依平行四邊形定則利用作圖法求得合力F。

3．平行四邊形定則的驗證：在實驗誤差允許的範圍內，比較F′和F是否大小相等、方向相同。

實驗器材

方木板、白紙、彈簧測力計兩個、橡皮條、細繩套、三角板、刻度尺、圖釘若干。

實驗步驟與數據處理

1．用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。

2．用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端繫上兩個細繩套。

3．用兩個彈簧測力計分別勾住細繩套，互成角度拉橡皮條，使橡皮條的結點拉到某一位置O，如圖甲所示。記錄兩彈簧測力計的讀數，用鉛筆描下O點的位置及此時兩細繩套的方向。

4．用鉛筆和刻度尺從O點沿著兩個細繩套的方向畫直線，按選定的標度作出這兩個彈簧測力計的讀數F1和F2的圖示，並以F1和F2為鄰邊以刻度尺作平行四邊形，過O點畫出平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示，如圖乙所示。

5．只用一個彈簧測力計透過細繩套把橡皮條的結點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數和細繩套的方向，用刻度尺從O點按同樣的標度沿著記錄的方向作出這個彈簧測力計的拉力F′的圖示，如圖乙所示。

6．比較力F′與以平行四邊形定則求的合力F在大小和方向上是否相同。

7．改變兩個力F1和F2的大小和夾角，再重複實驗兩次。

誤差分析

1．使用中，彈簧測力計的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧測力計的外殼和白紙之間有摩擦力存在會造成系統誤差。

2．兩次測量拉力時，橡皮條的結點不可能做到完全拉到同一點而會造成偶然誤差。

3．兩個分力的夾角太小或太大，F1、F2數值太小，應用平行四邊形定則作圖時，會造成偶然誤差。

實驗探討兩個互成角度的力的合成規律PPT，第二部分內容：實驗考點

考點一 實驗原理與操作

[範例1]　「探究兩個互成角度的力的合成規律」的實驗如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩的結點，OB和OC為細繩，圖乙為白紙上依實驗要求所畫出的圖示。

(1)本實驗中「等效替代」的意思是________。

A．橡皮條可以用細繩替代

B．左側彈簧測力計的作用效果可以取代右側彈簧測力計的作用效果

C．右側彈簧測力計的作用效果可以取代左側彈簧測力計的作用效果

D．兩彈簧測力計共同作用的效果可以用一個彈簧測力計的作用效果來取代

(2)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________。

(3)[多選]下列措施中可減少實驗誤差的是________。

A．拉橡皮條的細繩較細且長度適當

B．拉橡皮條時，彈簧測力計、橡皮條、細繩應貼近木板且與木板面平行

C．記錄彈簧測力計拉力方向時，標記同一細繩方向的兩點要遠些

D．應使拉力F1和F2的夾角為90°

[解析](1)本實驗中「等效替代」的意義是兩彈簧測力計共同作用的效果可以用一個彈簧測力計的作用效果替代，故D正確。

(2)題圖乙中的F是合力的理論值，而F′是合力的實際值，兩力中，方向一定沿著AO方向的是F′。

(3)拉橡皮條的細繩細些且長度適當，以便確定力的方向，選項A正確；拉橡皮條時，彈簧測力計、橡皮條、細繩應貼近木板且與木板面平行，選項B正確；記錄彈簧測力計拉力方向時，標記同一細繩方向的兩點要遠些，這樣可減小記錄方向時產生的誤差，選項C正確；拉力F1和F2的夾角不一定為90 °，大小適當即可，選項D錯誤。

[對點訓練]

1．做「探究兩個互成角度的力合成的規律」的實驗時：

(1)下列器材必需要用的是________(多選)。

(2)在做上述實驗時，在水平放置的木板上墊上一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上，另一端拴上兩個細繩套，透過細繩用兩個互成角度的彈簧測力計拉動橡皮條，使結點移到某一位置O，此時需記下：①______________；②______________；

③______________。然後用彈簧測力計把橡皮條拉長，使結點到達________________，然後再記下________________。

(3)在某次實驗中，某同學的實驗結果如圖所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩結點的位置。圖中________是力F1與F2的合力的理論值；________是力F1與F2的合力的實驗值。透過把F和F′進行比較，驗證平行四邊形定則。

解析：(1)實驗中要作平行四邊形，故需要用刻度尺，要用彈簧測力計拉伸橡皮條來顯示力的效果。

(2)實驗中要記錄橡皮條拉伸後O點的位置、彈簧測力計的讀數及力的方向。

(3)本實驗中合力的理論值是透過作平行四邊形得出，而合力的實驗值則是用一個彈簧測力計拉橡皮條使結點到達同一O點而直接測得。

考點二 資料處理與誤差分析

[範例2]在「探究兩個互成角度的力的合成規律」實驗中，現有木板、白紙、圖釘、橡皮條、細繩套和一個彈簧測力計。

(1)為完成實驗，某同學另找來一根彈簧，測量其勁度係數，得到的實驗數據如表所示。

(2)某次實驗中，彈簧測力計的指針位置如圖所示，其讀數為________N；同時利用(1)中結果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N，請畫出這兩個共點力的合力F合。

(3)由圖得到F合＝________N。

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更新時間: 2024-09-25

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