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1、实验三探究求合力的方法实验三探究求合力的方法(学考学考)考纲解读考纲解读(1)知道什么是等效替代法。知道什么是等效替代法。(2)能用作图法验能用作图法验证互成角度的两个力合成时遵守平行四边形定则。证互成角度的两个力合成时遵守平行四边形定则。误差分析误差分析1.误差来源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。除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。2.减小误差的方法减小误差的方法(1)结点结点O定位定位O点时要力求准确。点时要力求准确。同一次实验中橡皮条拉长后的同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持不变。点必须保持不变。(2)拉力拉力用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧
2、秤轴线方向。用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向。应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一平面内。平面内。两个分力两个分力F1、F2间的夹角间的夹角不要太大或太小。不要太大或太小。(3)作图作图在同一次实验中，选定的比例要相同。在同一次实验中，选定的比例要相同。严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出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。合力。操作不忘操作不忘“三三”“”“二二”“”“一一”用两个弹簧秤拉橡皮条时的用两个弹簧秤拉橡皮条时的“三记录三记录”(记录两弹簧秤示数、两记录两弹簧秤示数、两细绳方向
3、和结点细绳方向和结点O的位置的位置)，用一个弹簧秤拉橡皮条时的，用一个弹簧秤拉橡皮条时的“二记二记录录”(记录弹簧秤示数和细绳方向记录弹簧秤示数和细绳方向)及及“一注意一注意”(结点结点O的位置必的位置必须在同一位置须在同一位置)等。等。考点一实验原理及实验操作考点一实验原理及实验操作1.某同学做某同学做“探究求合力的方法探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，为橡皮条与细绳的结点，OB和和OC为细为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。(1)如果没有操作
4、失误，图乙中的如果没有操作失误，图乙中的F与与F两力中，方向一定沿两力中，方向一定沿AO方方向的是向的是_。(2)本实验采用的科学方法是本实验采用的科学方法是_。A.理想实验法理想实验法 B.等效替代法等效替代法C.控制变量法控制变量法 D.建立物理模型法建立物理模型法(3)实验时，主要的步骤是：实验时，主要的步骤是：A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；钉在方木板上；B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着
5、绳套；拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下，记录下O点的位置，读出两个弹点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；簧测力计的示数；D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出
6、弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的的图示；图示；F.比较比较F和和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。上述步骤中，上述步骤中，有重要遗漏的步骤的序号是有重要遗漏的步骤的序号是_和和_；遗漏的内容分别是遗漏的内容分别是_和和_。解析解析(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿点的拉力一定沿AO方向；方向；而两根弹簧测力计拉橡皮条至而两根弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力，根据平行四边形定则点的拉力，根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力，由
7、于误差的存在，不一定沿作出两弹簧测力计拉力的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方方向，故一定沿向，故一定沿AO方向的是方向的是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，故可以等效替代，故B正确。正确。(3)根据根据“探究求合力的方法探究求合力的方法”实验的操作规程可知，有重要遗实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是漏的步骤的序号是C、E。在在C中未记下两条细绳的方向，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中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置拉到同一位置O。答案答案(1)F(2)B(3
8、)CEC中应加上中应加上“记下两条细绳的记下两条细绳的方向方向”E中应说明中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置把橡皮条的结点拉到同一位置O”2.(2015江南十校联考江南十校联考)(1)在在“验证二力合成的平行四边形定则验证二力合成的平行四边形定则”实验中，我们需要对使用的两只弹簧测力计进行校对，看两只实验中，我们需要对使用的两只弹簧测力计进行校对，看两只弹簧测力计是否完全相同，校对的方法是弹簧测力计是否完全相同，校对的方法是_(填正确答案填正确答案标号标号)。A.看两只弹簧测力计的外形是否一样，是否由同一厂家生产看两只弹簧测力计的外形是否一样，是否由同一厂家生产B.把两只弹簧测力计的钩子互钩
9、着水平地拉动，看两者示数是把两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全相同否完全相同C.把两只弹簧测力计的钩子互钩着一上一下竖直地拉动，看两把两只弹簧测力计的钩子互钩着一上一下竖直地拉动，看两者示数是否完全相同者示数是否完全相同D.把两只弹簧测力计的钩子互钩着，任意地拉动，看两者示数把两只弹簧测力计的钩子互钩着，任意地拉动，看两者示数是否完全相同是否完全相同(2)在在“验证二力合成的平行四边形定则验证二力合成的平行四边形定则”实验中，下列做法有利实验中，下列做法有利于减小误差的是于减小误差的是_(填正确答案标号填正确答案标号)。A.F1、F2两个力的夹角尽可能大一些两个力的夹角尽
10、可能大一些B.F1、F2两个力越大越好两个力越大越好C.在拉橡皮条时，弹簧测力计的外壳不要与纸面接触，产生摩擦在拉橡皮条时，弹簧测力计的外壳不要与纸面接触，产生摩擦D.拉力拉力F1、F2的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的外壳及纸面接触，产生摩擦的外壳及纸面接触，产生摩擦解析解析(1)考虑到重力的影响，两只弹簧测力计校对的方法是，把考虑到重力的影响，两只弹簧测力计校对的方法是，把两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全相同，故相同，故B正确，正确，A、C、D错误。错误。
11、(2)画平行四边形时，夹角稍大画出的平行四边形就会准些，但不画平行四边形时，夹角稍大画出的平行四边形就会准些，但不是夹角越大越好，如果夹角很大可能使合力很小，作图法求得的是夹角越大越好，如果夹角很大可能使合力很小，作图法求得的合力误差会较大，合力误差会较大，A错误；数据处理时我们需要画出力的大小和错误；数据处理时我们需要画出力的大小和方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影响，但是并方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影响，但是并非越大越好，如果太大可能导致合力太大，只用一只弹簧测力计非越大越好，如果太大可能导致合力太大，只用一只弹簧测力计拉时，量程不够，拉时，量程不够，B错误；
12、弹簧测力计的外壳与纸面接触没有影错误；弹簧测力计的外壳与纸面接触没有影响，只要弹簧不与外壳摩擦即可，响，只要弹簧不与外壳摩擦即可，C错误；在白纸中作图时，作错误；在白纸中作图时，作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，再者由于摩擦测得的力的大小也不准，故为了方向有较大差别，再者由于摩擦测得的力的大小也不准，故为了减小因摩擦造成的误差，应使各力尽量与木板面平行，减小因摩擦造成的误差，应使各力尽量与木板面平行，D正确。正确。答案答案(1)B(2)D3.(2016浙江平阳二中期中浙江平阳二中期中)在在“探究求合
13、力的方法探究求合力的方法”的实验中，的实验中，用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点，在橡皮筋的另一端拴点，在橡皮筋的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套上两条细绳，细绳另一端系着绳套B、C(用来连接弹簧测力计用来连接弹簧测力计)。其中其中A为固定橡皮筋的图钉，为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，为橡皮筋与细绳的结点，OB和和OC为细绳。为细绳。(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中与，图中与B相连的弹簧相连的弹簧测力计的示数为测力计的示数为_ N。(2)在实验中，如果只将在实验中，如果只将OB、OC绳换成橡皮筋，
14、其他步骤保持绳换成橡皮筋，其他步骤保持不变，那么实验结果不变，那么实验结果_(选填选填“会会”或或“不会不会”)发生变。发生变。(3)本实验采用的科学方法是本实验采用的科学方法是_。A.理想实验法理想实验法 B.控制变量法控制变量法C.等效替代法等效替代法 D.建立物理模型法建立物理模型法解析解析(1)弹簧测力计的每一格代表弹簧测力计的每一格代表0.2 N，所以图中，所以图中B的示数为的示数为3.6 N。(2)在实验中细线是否伸缩对实验结果没有影响，故换成橡皮筋在实验中细线是否伸缩对实验结果没有影响，故换成橡皮筋可以同样完成实验，故实验结果不变；故答案为：不会。可以同样完成实验，故实验结果不变
15、；故答案为：不会。(3)实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，故故A、B、D错误，错误，C正确。故选正确。故选C。答案答案(1)3.6(2)不会不会(3)C1.(多选多选)在在“探究求合力的方法探究求合力的方法”实验中，需要将橡皮条的一端固实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角
16、度地另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。拉橡皮条。考点二数据处理考点二数据处理某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和和F2，图中小，图中小正方形的边长表示正方形的边长表示2 N，两力的合力用，两力的合力用F表示，表示，F1、F2与与F的夹角的夹角分别为分别为1和和2，关于，关于F1、F2与与F、1和和2关系正确的有关系正确的有_(填填正确答案标号正确答案标号)。A.F14 N B.F12 NC.145 D.12答案答案BC2.如图甲是如图甲是“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”的实验装置。实验操作的实验
17、装置。实验操作如下：如下：(1)弹簧测力计弹簧测力计A挂于固定点挂于固定点P，下端用细线挂一重物，下端用细线挂一重物M，测量，测量_并记录为并记录为F。(2)弹簧测力计弹簧测力计B的一端用细线系于的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，点，手持另一端水平向左拉，使结点使结点O静止在某位置静止在某位置(如图甲如图甲)，此时需记下结点，此时需记下结点O的位置和两测的位置和两测力计的示数力计的示数F1、F2以及以及_。(3)某同学已在图乙纸上作出某同学已在图乙纸上作出F1、F2的图示，请根据力的平行四边的图示，请根据力的平行四边形定则作出形定则作出F1、F2的合力的合力F。(4)改变两细线的夹角
18、，重复做几次实验。若改变两细线的夹角，重复做几次实验。若F的方向近似在的方向近似在_方向上，且大小近似等于方向上，且大小近似等于F，则平行四边形定则得以验证。，则平行四边形定则得以验证。解析解析(1)两个弹簧测力计的合力等于悬挂重物的重力，需要先两个弹簧测力计的合力等于悬挂重物的重力，需要先测量出悬挂重物测量出悬挂重物M的质量，便于求出该重物的重力。的质量，便于求出该重物的重力。(2)记录下记录下细线细线Oa、Ob、Oc的方向作为两个弹簧测力计拉力和悬挂重物的方向作为两个弹簧测力计拉力和悬挂重物重力的方向。重力的方向。(4)F方向与悬挂重物的重力方向应该在同一直线方向与悬挂重物的重力方向应该在同一直线上，即竖直方向。上，即竖直方向。答案答案(1)M(重物重物)的重力的重力(2)细线细线Oa、Ob、Oc的方向的方向(或三段细或三段细线的方向线的方向)(3)如图所示如图所示(4)竖直竖直
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