第5章第1节力的合成第2课时Word格式文档下载.docx
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(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:
用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,在橡皮条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,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O(如图1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。
图1
(2)一力拉:
只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条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条时拉力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2所示)。
图2
(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条时拉力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。
五、注意事项
1.结点
(1)定位O点时要力求准确;
(2)同一次实验中橡皮条拉长后的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。
六、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,橡皮条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。
七、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,将橡皮条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条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。
预习完成后,请把你疑惑的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
要点一 实验原理及实验操作
[例1]在“探究共点力合成的规律”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上的A点,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套。
实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条至某一确定的O点,如图3所示。
图3
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几点:
A.两弹簧测力计的拉力必须等大
B.同一次实验过程中,O点的位置不允许变动
C.为了减小误差,两弹簧测力计的读数必须接近量程
其中正确的是________。
(填选项前的字母)
(2)上述实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果,是指下列说法中的________。
A.弹簧测力计的弹簧被拉长
B.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变
C.绳套受拉力产生形变
D.使橡皮条在同一方向上伸长同一长度
要点二 实验数据处理
[例2]将橡皮条的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计。
沿着两个不同的方向拉弹簧测力计,当橡皮条的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图4所示。
这时测力计的读数可从图中读出。
图4
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N。
(2)在虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
思路点拨 作力的图示时,要选好标度,注意平行四边形中的实线、虚线的区别和箭头、标度、单位。
要点三 创新实验
[例3]某同学利用如图5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:
图5
(1)(多选)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”)。
(1)源于教材——本例的实验原理与教材实验的原理相同。
(2)高于教材——本实验没有使用弹簧秤测力的大小,而是用钩码的重力作为绳的拉力,同时用两个光滑的滑轮调节两绳拉力的方向。
1.在做“探究共点力合成的规律”实验时,要使每次合力与分力产生相同的效果,必须( )
A.每次将橡皮条拉到同样的位置
B.每次把橡皮条拉直
C.每次准确读出弹簧测力计的示数
D.每次记准细绳的方向
2.(多选)在做完“验证力的平行四边形定则”实验后,某同学将其实验操作过程进行了回顾,并在笔记本上记下如下几条体会,你认为他的体会中正确的是( )
A.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,应使两细绳套间的夹角为90°
,以便算出合力的大小
B.用两只弹簧测力计拉时合力的图示F与用一只弹簧测力计拉时力F′的图示不完全重合,在误差允许范围内,可以说明“力的平行四边形定则”成立
C.若F1、F2方向不变,而大小各增加1N,则合力的方向也不变,大小也增加1N
D.在用弹簧测力计拉橡皮条时,要使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行
3.做“探究共点力合成的规律”的实验时,步骤如下:
(1)在水平放置的木板上固定一张白纸。
(2)把橡皮条的一端固定在木板的A点,另一端连接两根绳套。
(3)通过绳套用两个互成角度的弹簧测力计来拉橡皮条使橡皮条伸长到某一点O,并记录O点的位置。
(4)此时需记录下________、________和两个弹簧测力计的读数F1、F2。
(5)改用一个弹簧测力计把橡皮条拉长到________后,再记录下________和弹簧测力计的读数F′。
(6)用铅笔和刻度尺从力的作用点O沿两绳套的方向画直线。
选好标度,按F1、F2的大小作两个力的图示。
用三角板作平行四边形,求得合力F。
(7)比较一下,力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向是否相同。
4.在“探究求合力的方法”的实验中。
(1)需要将橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳末端都有绳套,实验中需要两个弹簧测力计分别钩住细绳套,并互成角度地拉橡皮筋。
某同学认为此过程中必须注意以下几项;
A.两细绳必须等长
B.橡皮筋一定要与两绳夹角的角平分线在同一直线上
C.在使用弹簧测力计时要注意弹簧测力计与木板平面平行
(填相应的字母代号)
(2)用M、N两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋的结点,使其到达O点,此时α+β=90°
,然后保持M的示数不变,而使α角减小,为保持结点位置不变,下列方法可行的是________。
A.减小N的示数同时减小β角
B.减小N的示数同时增大β角
C.增大N的示数同时增大β角
D.增大N的示数同时减小β角
5.某同学用如图6甲所示的装置探究求合力的方法。
用一木板竖直放在铁架台和轻弹簧所在平面后,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,用两弹簧测力计将轻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B弹簧测力计的读数为________N;
(3)该同学在坐标纸上画出两弹簧拉力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′。
丙
图6
6.某同学用如图7所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。
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,用手捏住另一端向左拉,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,并在贴于竖直木板上的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
图7
(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)
A.应测量重物M所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.拉线方向应与木板表面平行
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,请您提出两个解决办法。
7.某同学通过下述实验探究共点力合成的规律。
实验步骤:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。
②如图8所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。
每次将弹簧秤示数改变0.50N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:
图8
F/N
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
l/cm
l0
10.97
12.02
13.00
13.98
15.05
③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′,橡皮筋的拉力记为FOO′。
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图9所示。
用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB。
完成下列作图和填空:
图9
(1)利用表中数据在
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