2022-2023学年新教材高中物理 第三章 相互作用——力 6.docx

1、6.实验：探究两个互成角度的力的合成规律新课程标准1探究两个互成角度的力的合成规律2学会用作图法处理实验数据和得出实验结论核心素养目标科学思维会用作图法处理实验数据科学探究通过实验得出平行四边形定则科学态度与责任尊重客观事实，养成实事求是的科学态度实验必备自主学习突出基础性素养夯基一、实验器材方木板、白纸、_(两个)、橡皮条、小圆环、细绳套(两个)、三角板、_、图钉(若干)、铅笔二、实验思路1实验的基本思想_法2实验思路(1)记录分力：通过两个弹簧测力计互成角度地_拉动小圆环处于某一点，记录F1、F2.(2)记录合力：改用一个_单独拉住小圆环，仍使小圆环处于同一位置，记录F.(3)观察图形：用

2、力的图示法画出拉力F1、F2和F.用虚线把拉力F的箭头分别与F1、F2的箭头连接，观察所围成的形状像不像一个_形3进行实验(1)两组物理量的测量：分力的测量：测量分力F1大小和方向、F2大小和方向合力的测量：测量合力F大小和方向(2)画四边形三、实验步骤1装置安装：在方木板上用图钉_一张白纸，如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，在小圆环上系两个细绳套，橡皮条另一端固定，长度为GE.2两个弹簧测力计的使用：如图乙，用手通过两个_互成角度地共同拉动小圆环，使小圆环处于O点，橡皮条伸长的长度为OE.用铅笔描下_、细绳套的_，并记录两弹簧测力计的_3一个弹簧测力计的使用：如图丙，改用一个弹簧测力计单独

3、拉住小圆环，仍使它处于O点，记下弹簧测力计的_和细绳套的_4观察图形：如图丁，由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F.用虚线把拉力F的箭头分别与F1、F2的箭头_，能看到所围成的形状像是一个_形5重复实验：用作图工具进行检验，并改变拉力F1和F2的大小和方向，重做实验，检验所围成的图形是不是平行四边形四、数据收集与分析1分力数据的收集：两个弹簧测力计互成角度，拉力F1大小和方向、F2大小和方向2合力数据的收集：一个弹簧测力计，拉力F的大小和方向3实验结论：以F1、F2为邻边，F为对角线所围成的四边形形状是平行四边形，所以两个互成角度的力的合成遵循平行四边形定则五、注意事项1位置不变

4、：在同一次实验中，两次拉长橡皮条时结点的位置一定要相同2拉力方向及记录：在使用弹簧测力计时，应通过细绳套拉动小圆环，这时，弹簧与木板面平行，避免弹簧与弹簧测力计外壳有摩擦；为了提高实验精度，细绳略长一些好，以便更好地确定拉力的方向3角度合适：有两个弹簧测力计拉橡皮条时，两拉力的夹角不要太大，也不要太小，在60120为宜，作力的图示时，标度要适当大些4拉力合适：在满足拉力不超过弹簧测力计的量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应该使拉力尽量大一些，以减小实验误差精析典例素养提升突出综合性素养形成类型一实验操作及数据处理典例示范例1 以下是某实验小组“探究两个互成角度的力的合成规律”的过程(1)

5、首选进行如下操作：如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE；如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环小圆环在拉力F1、F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO；撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使其位于O点，如图丙同学们发现，力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即_，所以F等于F1、F2的合力(2)然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系：由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F(三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力大小由弹簧测力计读出)；用虚线将拉力F的箭头端分

6、别与F1、F2的箭头端连接，如图丁，得到的启示是_；多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作_针对训练1完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的几个主要步骤：(1)如图甲，用两个弹簧测力计分别钩住细绳，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点O的位置，两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳的方向(2)如图乙，用一个弹簧测力计钩住细绳把橡皮条的结点拉到_，记下细绳的方向(如图丙中的c)，读得弹簧测力计的示数F_

7、(3)如图丙，按选定的标度作出了力F1、F2的图示，请在图丙中：按同样的标度作出力F的图示用虚线把F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，能看到所围成的形状像是一个_针对训练2小明利用图(甲)所示的方法做“探究二力合成的规律”实验(1)实验所用的一只弹簧测力计如图(乙)所示，在用它测力前应对它进行的操作是_(2)实验得到的数据如(丙)图所示，小明用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连接起来；观察图形后，他觉得所画的图形很像平行四边形至此，为正确得出求合力的一般方法，你认为小明接下来应该做些什么？(至少写两点)_._.类型二创新型实验典例示范例2 2022河北张家口高一月考很多物理实验

8、，利用身边的生活物品就可操作一同学用电子秤、镜框、细线和贴在墙上的白纸等物品，在家中探究力的平行四边形定则(1)如图甲所示，在电子秤下端悬挂一镜框，记下镜框_时电子秤的示数F；(2)如图乙所示，将三条细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在两个电子秤挂钩、镜框上，互成角度地拉开细线L1、L2，使镜框静止在白纸上记下结点O的位置和细线L1、L2、L3的_以及两个电子秤的示数F1、F2；(3)在白纸上按一定标度在O点作出拉力F(沿L3方向向上)、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示，比较F与_的大小和方向，即可判断力的平行四边形定则是否成立针对训练3某学生实验小组

9、设计了一个“探究两个互成角度的力的合力的关系”的实验，装置如图1所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O处下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为F1、F2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角实验中使用若干相同的钩码，每个钩码的质量均为100克，取g9.8m/s2.(1)关于实验，下列说法正确的是_A实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内B.每次实验都必须保证结点位于O点C实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向D实验时还需要一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的

10、总重力(2)根据每次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2(如图2所示)，请你作图得到F1、F2的合力F(只作图，不求大小)，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因_.评价检测素养达标突出创新性素养达标1.在进行“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，用如图(a)所示的两个力拉弹簧使之伸长至某一位置，并适当调整力的方向，使两力之间的夹角为90.(图中钩码规格相同)(1)换用一根线牵引弹簧如图(b)，使弹簧的伸长量与两个力作用时相同，此时需要挂_个与图(a)中相同规格的钩码(2)你对合力与分力遵循什么样的规律作出的猜想是_(3)本实验采用的科学方法是_A理想实验B等效替代

11、C控制变量D物理模型2“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳；图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示()(1)某次实验中，拉OC细绳的弹簧测力计指针位置如图甲所示，其读数为_N；在图乙中用虚线连接F1、F2、F箭头端(在误差允许的范围内)所围成的形状是一个_(2)关于此实验，下列说法正确的是_A与橡皮筋连接的细绳必须等长B用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，应使两弹簧测力计的拉力相等，以便算出合力的大小C用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，结点位置必须与用一个弹簧测力计拉时结点的位置重合D拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的

12、两点要短一些6实验：探究两个互成角度的力的合成规律必备知识自主学习一、弹簧测力计刻度尺二、1等效替代2(1)共同(2)弹簧测力计(3)平行四边三、1固定2弹簧测力计O点位置方向读数3读数方向4连接平行四边精析典例素养提升类型一【例1】【解析】(1)橡皮条对小圆环的拉力相同，即相同的作用效果(2)得到的启示是可能构成平行四边形表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫做平行四边形定则【答案】(1)相同的作用效果(2)可能构成平行四边形平行四边形定则针对训练1解析：(2)用一个弹簧测力计钩住细绳把橡皮条的结点拉到同一位置O，记下细绳的方向，由

13、图乙可读得弹簧测力计的示数F4.0 N.(3)作出力F的图示如图所示F1、F2和F的箭头端连接后如图所示，围成的图形像平形四边形答案：(2)同一位置4.0 N(3)见解析图平行四边形针对训练2解析：(1)弹簧测力计指针不在零位置，故在用它测力前应对它进行的操作是调零(2)根据所画的图形很像平行四边形这一事实，小明接下来应该做以下事情：改变F1、F2的大小和方向，把橡皮筋结点拉到同一位置重复上述实验，验证猜想；把橡皮筋结点拉到另一位置，测出对应的F1、F2和F，验证猜想；与同学交流，得出合理结论答案：(1)调零(2)改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验，验证猜想把橡皮筋结点拉到另一位置，由对

14、应的F1、F2和F验证猜想类型二【例2】【解析】当用三条细线悬挂镜框时，细线L1、L2的拉力F1、F2的作用效果与F作用效果相同，比较根据平行四边形定则作出的F1、F2的合力F与F的关系即可判断平行四边形定则是否成立【答案】(1)静止(2)方向(3)F针对训练3解析： (2)根据平行四边形定则作出合力F如图所示：由于定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等原因导致该合力不完全竖直答案：(1)AC(2)如解析图所示定滑轮有摩擦(或木板未竖直放置)评价检测素养达标1解析：(1)设一个钩码的重力为G，图(a)中互成90的两个力分别为4G和3G，则合力为5G，图(b)中为了保持拉力的作用效果相同，故要挂5个相同

15、的钩码(2)根据3、4、5个钩码及夹角的关系，可知猜想出力的合成遵循平行四边形定则或三角形定则(3)该实验保证合力与几个分力共同作用的作用效果相同，运用了等效替代法，故选B.答案：(1)5(2)力的合成遵循平行四边形定则(或三角形定则)(3)B2解析：(1)由图可知，甲图所示弹簧测力计的最小分度为0.1 N，则读数为2.60 N；连接三个力的箭头端，发现所围成的图形像一个平行四边形(2)与橡皮筋连接的细绳是为了确定细绳拉力的方向，两绳的长度不一定相等，故A错误；用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，只要使两弹簧测力计拉力的合力与一个弹簧测力计拉力的效果相同就行，两弹簧测力计的拉力不需要相等，故B错误；为了保证效果相同，两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉至同一位置，故C正确；标记同一细绳方向的两点要长一些，这样引起的拉力方向的误差会小些，故D错误答案：(1)2.60平行四边形(2)C