第二章實(shí)驗(yàn)3探究求合力的方法

1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3 探究求合力的方法探究求合力的方法第二章第二章考試標(biāo)準(zhǔn)考試標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)內(nèi)容必考要求加試要求實(shí)驗(yàn)3：探究求合力的方法必考必考實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)自清自清必考題必考題型突破型突破內(nèi)容索引內(nèi)容索引必考實(shí)驗(yàn)自清必考實(shí)驗(yàn)自清1.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理互成角度的兩個(gè)力F1、F2與另外一個(gè)力F產(chǎn)生相同的，看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與F在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否相同.2.實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細(xì)繩、三角板、刻度尺. 基本實(shí)驗(yàn)要求基本實(shí)驗(yàn)要求1 1答案效果彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)3.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上.(2)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地拉

2、橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O.如實(shí)驗(yàn)原理圖所示.(3)用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個(gè)細(xì)繩套的，并記錄_，利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F.(4)只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到_，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F和細(xì)繩的 .(5)比較F與用平行四邊形定則求得的合力F，看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相同.答案方向彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)與前面相同的位置O方向 規(guī)律方法總結(jié)規(guī)律方法總結(jié)2 21.正確使用彈簧測(cè)力計(jì)正確使用彈簧測(cè)力計(jì)(1)將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后水平互鉤對(duì)拉過程中，讀數(shù)相同，可選；若不同，應(yīng)另?yè)Q或調(diào)校，直至相同為止.(2)使用時(shí)，讀數(shù)應(yīng)盡量些，但不能超出范圍.(

3、3)被測(cè)力的方向應(yīng)與軸線方向一致.(4)讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)、平視刻度.大答案2.注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1)位置不變：在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同.(2)角度合適：用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，其夾角不宜太小，也不宜太大，以60100為宜.(3)在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)形變應(yīng)盡量大一些.細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向.(4)統(tǒng)一標(biāo)度：在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些.3.誤差分析誤差分析(1)誤差來源：除彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等.(2)減小誤差的辦法：實(shí)驗(yàn)過程中讀數(shù)時(shí)眼睛一定

4、要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度盤，要按有效數(shù)字位數(shù)要求和彈簧測(cè)力計(jì)的精度正確讀數(shù)和記錄.作圖時(shí)使用刻度尺，并借助于三角板，使表示兩力的對(duì)邊一定要平行.返回必考題型突破必考題型突破例例1 在“探究求合力的方法”時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩.實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細(xì)繩套用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩套拉橡皮條.(1)實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中，下列哪些說法是正確的_(填字母代號(hào)).A.將橡皮條拉伸相同長(zhǎng)度即可B.將橡皮條沿相同方向拉到相同長(zhǎng)度C.將彈簧測(cè)力計(jì)都拉伸到相同刻度D.將橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置命題

5、點(diǎn)一命題點(diǎn)一 教材原型實(shí)驗(yàn)教材原型實(shí)驗(yàn)解析解析解析本實(shí)驗(yàn)的目的是為了驗(yàn)證力的平行四邊形定則，即研究合力與分力的關(guān)系.根據(jù)合力與分力是等效的，本實(shí)驗(yàn)橡皮條兩次沿相同方向拉伸的長(zhǎng)度要相同.故A錯(cuò)誤，B正確；在白紙上標(biāo)下第一次橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)的位置，第二次將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置，表明兩次效果相同，而彈簧測(cè)力計(jì)不必拉到相同刻度.故C錯(cuò)誤，D正確.故選B、D.(2)同學(xué)們?cè)诓僮鬟^程中有如下議論，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是_(填字母代號(hào)).A.兩細(xì)繩必須等長(zhǎng)B.彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行C.用兩彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)之差應(yīng)盡可能大D.拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)

6、繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些解析解析解析通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條時(shí)，并非要求兩細(xì)繩等長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；測(cè)量力的實(shí)驗(yàn)要求盡量準(zhǔn)確，為了減小實(shí)驗(yàn)中因摩擦造成的誤差，操作中要求彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，故B正確；用彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)，拉力不能太大，也不能太小.故C錯(cuò)誤；為了更加準(zhǔn)確的記錄力的方向，拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，故D正確.故選B、D.(3)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是_(填字母代號(hào)).A.理想實(shí)驗(yàn)法B.控制變量法C.等效替代法D.建立物理模型法解析解析該實(shí)驗(yàn)采用的方法為等效替代法，故選C.解析解析1.“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)原理是等效原理，其等

7、效性是指()A.使彈簧測(cè)力計(jì)在兩種情況下發(fā)生相同的形變B.使兩分力與合力滿足平行四邊形定則C.使兩次橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相等D.使兩次橡皮條與兩繩套的結(jié)點(diǎn)都與O點(diǎn)重合題組階梯突破題組階梯突破解析解析在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，兩次拉伸橡皮條時(shí)，伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度及伸長(zhǎng)的方向均相同，兩分力與合力的作用效果才相同，才具有等效替代關(guān)系，因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；實(shí)驗(yàn)過程中，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小和方向是可以不同的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；合力與分力之間滿足平行四邊形定則是客觀規(guī)律，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.2.在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，下列器材中需要用到的是()A.彈簧測(cè)力計(jì)B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.天平D.秒表3.在“探究求合力的方法

8、”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)歷了以下實(shí)驗(yàn)步驟：A.在白紙上按比例作出兩個(gè)力F1和F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作圖求出合力F；B.只用一個(gè)測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮條拉同樣長(zhǎng)度；C.記下兩個(gè)測(cè)力計(jì)F1和F2的讀數(shù)，并且記錄它們的方向；D.在水平放置的木板上，墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上P點(diǎn)，用兩條細(xì)繩連接在橡皮條的另一端，通過細(xì)繩同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與細(xì)繩的連接點(diǎn)到達(dá)某一位置O，并記下此位置，如圖1所示；圖1E.記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F和細(xì)繩方向，按同一比例作出這個(gè)力的圖示，比較這個(gè)實(shí)測(cè)合力F和按平行四邊形定則求出的合力F，看它們的大小和方向是否相近；F.用刻度尺測(cè)量出P、O之間

9、的距離并記錄；G.改變兩測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論.(1)上述實(shí)驗(yàn)步驟有明顯的錯(cuò)誤，這個(gè)步驟是_(填選項(xiàng)前的字母)；正確的操作應(yīng)為_.解析答案解析解析步驟B中，沒有說明沿著同一方向拉橡皮條達(dá)到同樣長(zhǎng)度，故合力的方向可能測(cè)量錯(cuò)誤；只用一個(gè)測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩拉橡皮條，使橡皮條能與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O位置B(2)上述實(shí)驗(yàn)步驟中有一步驟是多余的，這個(gè)步驟是_(填選項(xiàng)前的字母)；解析答案解析解析該實(shí)驗(yàn)要使一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力產(chǎn)生相同的形變效果，不需要測(cè)量形變量的具體數(shù)值，只需要使橡皮條沿著同一方向伸長(zhǎng)相同的長(zhǎng)度即可，故不需要測(cè)量P、O之間的距離；F(3)將以上實(shí)驗(yàn)步

10、驟按正確順序排列，應(yīng)為_(填選項(xiàng)前的字母).解析解析組裝器材，測(cè)量分力：DC；求解合力的理論值：A；測(cè)量合力的實(shí)際值：BE；分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：G；所以實(shí)驗(yàn)步驟為DCABEG.DCABEG4.如圖2為“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)，三個(gè)細(xì)繩套L1、L2、L3共系于一個(gè)結(jié)點(diǎn)，另一端分別系于輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)A、B和重物M上，A掛于固定點(diǎn)P.手持B拉動(dòng)細(xì)繩，使結(jié)點(diǎn)靜止于O點(diǎn).(1)某次實(shí)驗(yàn)中A的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為_N；解析答案圖2解析解析A的讀數(shù)為2.00；2.00(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)要在貼于豎直木板的白紙上，記錄_、_和L1、L2、L3的方向及M的重力.解析答案解析解析實(shí)驗(yàn)時(shí)要在貼于豎直木板的白紙上，記錄O點(diǎn)的

11、位置、A、B的示數(shù)和L1、L2、L3的方向及M的重力；A、B的示數(shù)O點(diǎn)的位置(3)下列實(shí)驗(yàn)要求中必要的是_(填選項(xiàng)的字母代號(hào)).A.彈簧測(cè)力計(jì)需要在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行校零B.細(xì)繩套方向應(yīng)與木板平面平行C.需要用托盤天平測(cè)量重物M的質(zhì)量D.彈簧測(cè)力計(jì)B始終保持水平解析解析彈簧測(cè)力計(jì)需要在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行校零，選項(xiàng)A正確；細(xì)繩套方向應(yīng)與木板平面平行，以減小實(shí)驗(yàn)的誤差，選項(xiàng)B正確；不需要用托盤天平測(cè)量重物M的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；彈簧測(cè)力計(jì)B不一定要始終保持水平，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選A、B.解析例例2小麗用如圖3所示的裝置“探究求合力的方法”.用一木板豎直放在鐵架臺(tái)和彈簧所在平面后.其部分實(shí)驗(yàn)操作如下，請(qǐng)完成下列相關(guān)內(nèi)容

12、：命題點(diǎn)二拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)命題點(diǎn)二拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)圖3a.如圖甲，在木板上記下懸掛兩個(gè)鉤碼時(shí)彈簧末端的位置O；b.卸下鉤碼然后將兩繩套系在彈簧末端，用兩彈簧測(cè)力計(jì)將彈簧末端拉到同一位置O，記錄細(xì)繩套AO、BO的_及兩彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的讀數(shù).圖乙中B彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為_N(保留2位小數(shù))；c.小麗在坐標(biāo)紙上畫出兩彈簧拉力FA、FB的大小和方向如圖丙所示，請(qǐng)你用作圖工具在圖丙中作出FA、FB的合力F；d.已知鉤碼的重力，可得彈簧所受的拉力F如圖丙所示，e.最后觀察比較F和F，得出結(jié)論.解析答案解析解析根據(jù)“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)原理，要記錄細(xì)繩套AO、BO的方向和拉力大小，拉力大小由彈簧測(cè)力計(jì)讀出，分度值

13、為0.1N，估讀一位：11.40N利用平行四邊形定則作出FA、FB的合力F，作圖如下：答案答案見解析5.在做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)時(shí)：題組階梯突破題組階梯突破(1)要使每次合力與分力產(chǎn)生相同的效果，必須_.A.每次將橡皮條拉到同樣的位置B.兩彈簧測(cè)力計(jì)的夾角相同C.每次彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)必須相同D.只要一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)相同就行解析解析要使每次合力與分力產(chǎn)生相同的效果，每次需將橡皮條拉到同樣的位置，故B、C、D錯(cuò)誤，A正確；解析(2)如圖4所示，是甲、乙兩位同學(xué)在做“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，則其中_同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí).解析答案圖4甲解析解析用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，拉

14、力的方向一定沿繩子方向，作圖法得到的合力一定在平行四邊形的對(duì)角線上，由于誤差的存在，與實(shí)驗(yàn)值有一定的差別，故甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)事實(shí).6.某同學(xué)在做探究求合力的方法實(shí)驗(yàn)時(shí)，把橡皮條的一端用圖釘固定于P點(diǎn)，同時(shí)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將橡皮條的另一端拉到位置O，這時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為FA3.5N、FB4.0N，其位置記錄如圖5所示.倘若橡皮條的活動(dòng)端僅用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉著，也把它拉到O點(diǎn)位置，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為FC6.0N，其位置如圖所示.圖5(1)用3mm表示1N，在圖6中作出力FA、FB和FC的圖示.解析解析FA、FB和FC的圖示如圖甲所示.解析答案圖6答案答案見解析圖甲解析答案(2)根據(jù)平行四邊形定則在圖中作出FA和FB的合力F，F(xiàn)的大小為