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第5课时实验二:探究求合力的方法实验详解要点例析一、实验目的1.用等效思想探究几个力的合成方法.2.理解力的合成和合力的概念,掌握力的平行四边形定则.3.培养学生应用作图法处理实验数据并得出结论的能力.实验详解逐项说明·掌握技能二、实验原理等效思想:一个力F的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以力F'就是这两个力F1和F2的合力.作出力F的图示,与根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示比较,在实验误差允许的范围内,F和F大小相等、方向相同.三、实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(多个)、铅笔.四、实验步骤1.用图钉把白纸钉在方木板上.2.把方木板平放在桌面上,用图钉把橡皮条的一端固定在A点,如图所示,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.3.用两个弹簧测力计分别拉住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O.用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数.注意在使用弹簧测力计的时候,要使它的弹簧与木板平面平行.4.用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两条细绳套的方向画直线,按选定的标度作这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,即为合力F的图示.5.只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样位置O.读出弹簧测力计的示数,记下细绳套的方向,按同一标度作出这个力F的图示.6.比较力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向,在实验误差允许的范围内看它们是否相等.7.改变两个分力的大小和夹角,再做两次实验.五、误差分析产生原因减小方法读数误差弹簧测力计数据在允许的条件下,尽量大些,读数时眼睛要正视,要按有效数字,正确读数和记录偶然误差作图误差两分力夹角不能太大或太小,作图时两力的对边一定要平行系统误差弹簧测力计本身的误差选较精确的弹簧测力计六、注意事项1.使用弹簧测力计前,要先观察指针是否指在零刻度处,若指针不在零刻度处,要设法调整指针,使之指在零刻度处.再将两个弹簧测力计的挂钩挂在一起,向相反方向拉,如果两个示数相同方可使用.2.细绳应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳方向画直线,应在细绳两端画两个射影点.取掉细绳后,连直线确定力的方向.3.在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同.4.用两个弹簧测力计拉住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°～100°之间为宜.5.读数时应注意使弹簧测力计与木板平行,并使细绳与弹簧测力计的轴线在同一条直线上,避免弹簧与测力计外套之间有摩擦.6.在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,且标度要适当.力求使图示稍大些.类型一实验操作技巧和误差分析【例1】在探究求合力的方法时,先将橡皮条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.实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条.要点例析典例精析·把握规律(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的()A.将橡皮条拉伸相同长度即可B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C.将弹簧测力计都拉伸到相同刻度D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是()A.两细绳必须等长B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些解析:(1)实验中,两次拉伸橡皮条应使橡皮条沿相同方向拉到相同长度,即把橡皮条和绳的结点拉到相同位置,这样才能体现两种情况下拉力的相同效果,故选项B、D正确,A、C错误.(2)为了减小实验误差应使细线长一些,且标记拉力方向的两点远些,两细绳是否等长没有必要,这样做才能保证力的方向更正确,故选项D正确,选项A错误.此实验操作要求弹簧测力计、细绳、橡皮条与木板平行,故选项B正确.至于两弹簧测力计的示数可以相同也可以有差异,不一定要两弹簧测力计示数之差应尽可能大,故选项C错误.答案:(1)BD(2)BD类型二实验数据处理方法【例2】(2012年浙江理综)在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤.(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如表:弹力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x(10-2m)0.741.802.803.724.605.586.42用作图法求得该弹簧的劲度系数k=N/m;(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N,请画出这两个共点力的合力F合;(3)由图得到F合=N.解析:(1)如图所示,在图象上取相距较远的两点P(0.50,0.31)、Q(6.00,3.25),弹簧的劲度系数k=50.000.631.025.3N/cm≈0.53N/cm=53N/m;(2)弹簧秤的读数为2.10N,利用作图法作出合力的图示,如图所示.(3)由(2)中图示可得F合=3.3N.答案:(1)图见解析53(51～55)(2)2.10(2.08～2.12)图见解析(3)3.3(3.1～3.5)点击进入课后训练点击进入检测试题