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(共25张PPT)
第三章
相互作用
实验准备基础学习
实验操作要点突破
典例精析迁移应用
F
FF
N单位N
B实验：探究互成角度力的合成
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一、实验目的
1.验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则.
2.进一步练习用作图法求两个共点力的合力.
二、实验仪器
方木板、白纸、弹簧测力计（两个）、橡皮筋、细绳套（两个）、三角板、刻度尺、图钉（若干）、铅笔.
三、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共同作用的效果相同都是把橡皮筋拉伸到相同位置，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.
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"D:\\360安全浏览器下载\\8.26\\物理
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一、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：用图钉把橡皮筋的一端固定在木板上的A点，在橡皮筋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，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点到达某一位置O（如图所示）.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，通过细绳套把橡皮筋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.
3.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筋时拉力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筋时拉力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.
二、注意事项
1.结点.
（1）定位O点时要力求准确；
（2）同一次实验中橡皮筋拉长后的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）应使橡皮筋、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.
三、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，橡皮筋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，F1、F2数值太小，应用平行四边形定则作图时，会造成偶然误差.
四、注意事项
1.正确使用弹簧测力计.
（1）测量前应首先检查弹簧测力计的零点是否准确，注意使用中不要超过其弹性限度.
（2）实验时，弹簧测力计必须保持与木板平行，且拉力应沿轴线方向.弹簧测力计的指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位孔发生摩擦.
（3）读数时应正对、平视刻度，估读到最小刻度的下一位.
2.规范实验操作.
（1）位置不变：在同一次实验中，将橡皮筋拉长时结点的位置一定要相同.
（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.
（3）在不超出弹簧测力计量程及在橡皮筋弹性限度内的前提下，测量数据应尽量大一些.
（4）细绳套应适当长一些，便于确定力的方向.不要直接沿细绳套方向画直线，应在细绳套两端画个投影点，去掉细绳套后，连直线确定力的方向.
3.规范合理作图：在同一次实验中，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.
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类型一　实验原理及操作
【典例1】　做探究力的合成实验时：
（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，把橡皮筋的一端固定在板上，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筋，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筋拉长，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所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳结点的位置.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.
解析：实验中要记录橡皮筋拉伸后O点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向.
答案：（1）三角板　橡皮筋　（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′　F　F′
类型二　数据处理及误差分析
【典例2】　某同学用如图甲所示的装置探究力的合成实验中.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.图乙中弹簧测力计B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：______________
___________________________________________.
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
类型三　实验创新
【典例3】　某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：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FOA、FOB和FOC，回答下列问题：
（1）改变钩码个数，能完成实验的是（　　）
A.钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4
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
（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
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，你认为下图中正确的是　　　　（选填“甲”或“乙”）.
解析：（1）OA、OB、OC分别表示三个力的大小，由于三共点力平衡，所以三个力的大小构成一个三角形.2、2、4不可以构成三角形，故A错误，B、C、D都正确.
（2）为验证平行四边形定则，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，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为实际作用效果，在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的理论合力值要与实际值有一定偏差，故图甲符合实际.
答案：（1）BCD　（2）A　（3）甲

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