探究共点力合成的规律

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1、第1页，共25页。演示 1.用如下图的两个力拉橡皮筋使之伸长至某一位置，并适当调整力的方向，使两力之间夹角为90. 橡皮筋，使橡皮筋的伸长与两个力作用时一样，此时，共挂了多少钩码？OAB猜一猜，合力与分力可能猜一猜，合力与分力可能遵循什么样的规律？遵循什么样的规律？第2页，共25页。目标定位：目标定位：1 1探究互成角度的两个共点力合成时所遵循的规探究互成角度的两个共点力合成时所遵循的规律律2 2培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力力第3页，共25页。实验原理：实验原理：根据等效替代法，将橡皮筋的一端固定，另一端用两个力F1、F2作用于橡皮筋，使其

2、端点伸长至某一点记为O；再用一个力F作用于橡皮筋的同一端，使其端点伸长至同一点O，那么F与F1、F2的 一样；记下F1、F2、F的大小和方向，画出各个力的图示，就可以研究F与F1、F2的关系了.作用效果第4页，共25页。实验器材：实验器材：方木板、白纸、图钉假设干、细芯铅笔、橡皮筋、细绳套两个、弹簧测力计两个、 、 . 三角板刻度尺量角器第5页，共25页。实验步骤：实验步骤： 1.在水平放置的图板上固定一张白纸，在水平放置的图板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端固定在图板上的将橡皮筋的一端固定在图板上的K点处，点处，橡皮筋的橡皮筋的自然长度为自然长度为KE，如图，如图(a)所示所示 3.让橡皮筋在

3、互成让橡皮筋在互成120的两的两个弹簧测力计的共同作用下，沿个弹簧测力计的共同作用下，沿KE方向方向由由E点伸长至点伸长至O点点，此时弹簧测力计的示数分，此时弹簧测力计的示数分别为别为F1和和F2，在同一张纸上，在同一张纸上作出作出F1和和F2的图的图示示，如图，如图(b)所示所示 2.将两弹簧测力计挂钩互挂，观察两弹簧测力计示数是否相等将两弹簧测力计挂钩互挂，观察两弹簧测力计示数是否相等第6页，共25页。 4.一力拉：撤去撤去F1和和F2，用一个弹簧测力计直接拉着橡皮筋，用一个弹簧测力计直接拉着橡皮筋沿沿KE伸长到伸长到O点点，此时弹簧测力计的示数为，此时弹簧测力计的示数为F，如图，如图(c

4、)所示，在同一张纸上所示，在同一张纸上作出作出F的图示的图示 4.改变改变F1和和F2的大小和方向，重复上述实验和作图可以得到同样的结的大小和方向，重复上述实验和作图可以得到同样的结论吗？请写出你的实验结论。论吗？请写出你的实验结论。你能看出他们之间的关系吗？第7页，共25页。F1=10.0 NF2=6.8 NF合=12.8 NO2NKE第8页，共25页。实验结论：实验结论： 用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，它们所夹的对角线线段与用一个力F拉时长度几乎相等，方向几乎重合，那么我们可以认为合力F可以用以两分力F1、F2的线段为邻边作出的平行四边形的对角线表示 理论值实际值第9

5、页，共25页。误差分析：误差分析：1弹簧测力计弹簧测力计使用前没调零使用前没调零会造成误差会造成误差 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壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力摩擦力存在存在会造成误差会造成误差 3两次测量拉力时，橡皮条的结点两次测量拉力时，橡皮条的结点O没有拉到同一点没有拉到同一点会会造成偶然误差造成偶然误差 4两个分力的夹角太小或太大，F1、F2数值太小，应用平行四边形定那么作图时等，都会造成偶然误差 第10页，共25页。本卷须知：本卷须知：(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧

6、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间的夹角不要太大或太小 第11页，共25页。(1)在同一次实验中，选定的单位标度要一样； (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. 第12页，共25页。例1 如下图是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定那么的实验中所得到的实验结果，假设用F表示两个分力F1、F2的合力，用F表示F1和F2的等效力，那么可以判断_(填“甲或“乙)同学的实验结果是符合事实的 实际值，一支弹簧拉测力计 要与橡皮筋的形变方向一样理论值要沿对角线甲借题发挥：理解实验原理是做好实验的关键，实

7、验器材的选择，实验方案的设计、实验步骤的安排、实验误差分析等都必须依据实验原理来进展 一、对实验原理的理解第13页，共25页。例2 在“共点力合成的规律实验中：(1)局部实验步骤如下，请完成有关内容：A将一根橡皮条的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线B在其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮条拉伸，如图甲所示，记录： _、_、_. 力的效果，即O点位置钩码个数，即拉力的大小 细线的方向，即拉力的方向 钩码个数结点O位置细线的方向二、实验操作要求第14页，共25页。例2 在“共点力合成的规律实验中：(1)局部实验步骤如下，请完成有关内容：A将一根橡皮条的一端固定在贴有白纸

8、的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线B在其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮条拉伸，如图甲所示，记录： _、_、_. C将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使_，记录_ 两个分力力的效果不变即O点位置不变钩码个数，即分力的大小 细线方向，即分力的方向结点O重合钩码个数和细线的方向二、实验操作要求第15页，共25页。例2 在“共点力合成的规律实验中：(1)局部实验步骤如下，请完成有关内容：A将一根橡皮条的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线B在其中一根细线挂上5个质量相等

9、的钩码，使橡皮条拉伸，如图甲所示，记录： _、_、_. C将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使_，记录_ 结点O重合(2)（拓展）若通过探究得到“力的平行四边形定则”，那么图乙中 _. coscos435+ =2 35coscos45343:4二、实验操作要求第16页，共25页。三、实验数据处理 例3. 将橡皮筋的一端固定在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,当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，

10、如下图这时弹簧测力计的读数可从图中读出 (1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_N和_N(只需读到0.1 N) (2)在方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力 每小格代表0.5 N F合 第17页，共25页。课堂练习1在“探究共点力合成的规律实验中，先将橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳；先后两次拉伸橡皮筋，第一次用两个弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮筋，第二次用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋(1)在实验中，以下做法正确的选项是_A弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应贴近水平木板且与木板平行B拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些C用两个

11、弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮筋时，两拉力的夹角越大越好D用两个弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮筋时，两拉力的夹角越小越好 使所有的力都在同一平面内确定分力方向比较准确要适当，不能太大或太小AB 第18页，共25页。1(2)实验中，要求先后两次力的作用效果一样，指的是_A第一次两个弹簧测力计的示数F1和F2之和等于第二次弹簧测力计的示数B第一次两个弹簧测力计的示数F1和F2之差等于第二次弹簧测力计的示数C橡皮筋伸长到同一长度D橡皮筋沿同一方向伸长到一样长度 将橡皮条结点拉到同一位置 D第19页，共25页。2. 如图甲所示，在竖直平面内，将小圆环挂在橡皮条的下端，橡皮条长度为GE.用两

12、根弹簧测力计拉动小圆环到O点，小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力F0，如图乙所示(1)如图乙，此时要记录下拉力F1、F2的大小，并在白纸上记下_，以及O点的位置； 既有大小，又有方向 F1方向第20页，共25页。(2)实验中,不必要的是()A选用轻质小圆环B弹簧测力计在使用前 应校零C撤去F1、F2，改用一 个力拉住小圆环，仍 使它处于O点D用两根弹簧测力计拉 动小圆环时，要保持 两弹簧测力计相互垂直 任意情况下的两个力与合力关系 减小水平方向偏移的误差 为了使力的大小读数准确 合力与分力等效替代 D第21页，共25页。(3)图丙中F是用一个弹簧测力计拉小圆环时，在白纸上根 据 实 验 结 果 画 出 的 图示F与F中，方向一定沿GO方向的是_与橡皮条的拉力等大反向 橡皮条的方向理论值沿对角线 F第22页，共25页。第23页，共25页。谢谢欣赏！2021/11/524第24页，共25页。 结结 语语第25页，共25页。