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相互作用第二章实验3研究两个互成角度力的合成规律01主干回顾·强化根基◎注意事项操作不忘“三”“二”“一”用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和结点O的位置)，用一个弹簧测力计拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧测力计示数和细绳方向)及“一注意”(结点O的位置必须在同一位置)等．◎误差分析产生原因减小方法偶然误差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02核心考点·探究突破考点一教材原型实验[例1](2017·全国卷Ⅲ)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长．(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________N．(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点．此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2N和F2＝5.6N．(i)用5mm长度的线段表示1N的力，以O为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合．(ii)F合的大小________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________．若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．解析(1)由题给测力计示数可知，读数为4.0N．(2)作力F1、F2的图示，作出合力F合，F合长为20mm，所以F合大小为4.0N，F合与拉力F的夹角的正切值为0.05．答案(1)4.0(2)(i)见解析图(ii)4.00.05考点二实验拓展创新题型1实验方法的迁移[例2]某同学用如图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，手持另一端向左拉，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，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．(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．拉线方向应与木板平面平行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的示数稍稍超出最大测量值，下列解决办法不可行的是________．A．改变弹簧测力计B拉力的大小B．减小重物M的质量C．将A更换成量程较小的弹簧测力计D．改变弹簧测力计B拉力的方向解析(1)由图知弹簧测力计的分度值为0.2N，故读数为3.6N．(2)本实验是利用平衡条件确定两拉力的合力与重物M所受重力大小是相等的，故A是必要的．因弹簧测力计的零点误差影响到各拉力的测量值，且不能保证各拉力的真实值之比与测量值之比相等，故B也是必要的．因只有拉线方向与木板平行时才能保证各力在竖直板上记录的方向与真实方向相同，故C亦是必要的．由于本实验中只需测出“分力”和“合力”满足平行四边形定则即可，而测力计A的拉力不同时O点的位置就不同，故不可能也无必要使O点静止在同一位置，答案为D．(3)当弹簧测力计A的示数超出最大测量值，则说明与弹簧测力计B和重物相连的两根细线的拉力的合力已偏大．又由于挂重物的细线的拉力的方向已确定，所以要么减小重物的质量，要么改变测力计B拉细线的方向或改变弹簧测力计B拉力的大小，从而使测力计A不超出量程，故C不可行．答案(1)3.6(2)D(3)C题型2实验器材的改进[例3]有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，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段绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是()A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．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)根据实验原理及操作，在作图时，你认为图______是正确的．(填“甲”或“乙”)解析(1)实验中的“分力”与“合力”的关系必须满足：|F1－F2|≤F3≤F1＋F2，因此B、C、D选项是可以的．(2)在拆下钩码和绳子前要标记O点的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向，故选A．(3)实验中F3是竖直向下的，故正确的是甲．答案(1)BCD(2)A(3)甲