《（浙江專用）2022-2023高中物理 第三章 相互作用 實驗：探究求合力的方法學案 新人教版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（浙江專用）2022-2023高中物理 第三章 相互作用 實驗：探究求合力的方法學案 新人教版必修1（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、（浙江專用）2022-2023高中物理 第三章 相互作用 實驗：探究求合力的方法學案 新人教版必修1 知識內(nèi)容 探究求合力的方法 考試屬性 √ 課時要求 1.理解探究實驗的原理，認識“等效替代”方法，知道實驗步驟及操作要點，會作出力的圖示. 2.通過探究，知道分力與合力之間的關系所遵循的規(guī)則. 3.知道誤差產(chǎn)生的主要原因. 三、實驗步驟 1.在方木板上用圖釘固定一張白紙，如圖1甲所示，用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上A點，在橡皮條的另一端拴上兩個細繩套. 圖1 2.用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細繩套，互成角度地拉橡皮條將結(jié)點拉到某位置O，用鉛筆描下結(jié)點的位置、細

2、繩的方向，并記錄兩彈簧測力計的讀數(shù). 3.如圖乙所示，按適當?shù)谋壤鞒鰞蓚€彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板，以F1、F2為鄰邊畫出平行四邊形，并畫出對角線F. 4.用一個彈簧測力計把橡皮條拉到同一位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細繩的方向，并用同樣的比例作出這個力F′的圖示. 5.比較F與F′的大小和方向，看它們在實驗誤差允許范圍內(nèi)是否相同，從而驗證平行四邊形定則. 四、注意事項 1.結(jié)點 (1)定位O點時要力求準確； (2)同一次實驗中橡皮條拉長后的O點必須保持位置不變. 2.拉力 (1)用彈簧測力計測拉力時要使拉力沿彈簧測力計軸線方向； (2)應使橡皮

3、條、彈簧測力計和細繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi)； (3)兩個分力F1、F2間的夾角θ不要太大或太小. 3.作圖 (1)在同一次實驗中，選定的比例要相同； (2)嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力. 五、誤差分析 1.彈簧測力計使用前沒調(diào)零會造成誤差. 2.使用中，彈簧測力計的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧測力計的外殼和紙面之間有摩擦力存在會造成誤差. 3.兩次測量拉力時，橡皮條的結(jié)點沒有拉到同一點會造成偶然誤差. 4.兩個分力的夾角太小或太大以及F1、F2數(shù)值太小，應用平行四邊形定則作圖時，都會造成偶然誤差. 一、實驗原理及步驟 例1　做“

4、探究求合力的方法”的實驗時： (1)除已有的器材(方木板、白紙、彈簧測力計、細繩套、刻度尺、圖釘和鉛筆)外，還必須有________和________. (2)在做上述實驗時，在水平放置的木板上用圖釘固定一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上，另一端結(jié)兩個細繩套，通過細繩用兩個互成角度的彈簧測力計拉橡皮條，使結(jié)點移到某一位置O，此時需記下：①________；②________；③________.然后用一個彈簧測力計把橡皮條拉長，使結(jié)點到達________，再記下________. 圖2 (3)在某次實驗中，某同學的實驗結(jié)果如圖2所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩結(jié)點的

5、位置.圖中________是力F1與F2的合力的理論值；________是力F1與F2的合力的實驗值.通過把________和________進行比較，驗證平行四邊形定則. 答案　(1)三角板　橡皮條 (2)①O點位置?、诩毨K所指方向?、巯鄳獜椈蓽y力計讀數(shù)　同一位置O點　彈簧測力計讀數(shù)和細繩方向 (3)F　F′　F　F′ 二、實驗數(shù)據(jù)處理 例2　將橡皮條的一端固定在A點，另一端拴上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計.沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計.當橡皮條的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直，如圖3甲所示.這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出.

6、 圖3 (1)由圖可讀出兩個相互垂直的拉力的大小分別為________N和________N. (2)在圖乙的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力. 答案　(1)4.00　2.50　(2)見解析圖 解析　由題圖可知，豎直方向的彈簧測力計的讀數(shù)為2.50 N，水平向右的彈簧測力計的讀數(shù)為4.00 N.因為讀數(shù)2.50 N、4.00 N均是0.50 N的整數(shù)倍，所以選方格紙中一個小方格的邊長表示0.50 N，應用平行四邊形定則，即可畫出兩個力以及它們的合力，如圖所示. 三、實驗注意事項及誤差分析 例3　在探究求合力的方法時，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上

7、帶有繩套的兩根細繩.實驗時，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細繩用兩個彈簧測力計互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個彈簧測力計通過細繩拉橡皮條. (1)實驗對兩次拉伸橡皮條的要求中，下列說法正確的是________. A.將橡皮條拉伸相同長度即可 B.將橡皮條沿相同方向拉到不同長度 C.將彈簧測力計都拉伸到相同刻度 D.將橡皮條和繩的結(jié)點拉到相同位置 (2)同學們在操作過程中有如下討論，其中對減小實驗誤差有益的說法是________. A.兩細繩必須等長 B.彈簧測力計、細繩、橡皮條都應與木板平行 C.用兩彈簧測力計同時拉細繩時兩彈簧測力計示數(shù)之差應盡可能大 D.拉橡皮條的細

8、繩要短些，標記同一細繩方向的兩點要近些 答案　(1)D　(2)B 解析　(1)該實驗的關鍵是等效替代，故選D. 1.(實驗原理及步驟)某同學做“探究求合力的方法”實驗時，主要步驟有： A.在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上； B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套； C.用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O，記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)； D.按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求

9、出合力F； E.只用一只彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F′的圖示； F.比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論. 上述步驟中： (1)有重要遺漏的步驟的序號是________和________； (2)遺漏的內(nèi)容分別是____________________________和_____________________________. 答案　(1)C　E　(2)C中應加上“記下兩條細繩的方向” E中應說明“把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O” 解析　(1)根據(jù)“探究求合力的方法”實驗的操作規(guī)程可知，有重要

10、遺漏的步驟的序號是C、E. (2)在C中未記下兩條細繩的方向，E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O. 2.(實驗原理及誤差分析)在做“探究求合力的方法”實驗時， (1)除已有的器材(方木板、白紙、細繩套、刻度尺、三角板、圖釘和鉛筆)外，還必須有________和________. (2)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.每次把橡皮條拉直 C.每次準確讀出彈簧測力計的示數(shù) D.每次記準細繩的方向 (3)下面的措施中，不利于減小誤差和提高實驗的精度的是(　　) A.橡皮條彈性要好，拉力要適當大些 B.兩個分力F1、F2間

11、的夾角要盡可能大 C.拉橡皮條時，橡皮條、細繩和彈簧測力計應平行貼近木板 D.拉橡皮條的細繩要細長，描出細繩拉力方向時，要在細繩正下方，稍遠的距離描點 答案　(1)橡皮條　彈簧測力計　(2)A　(3)B 1．在探究求合力的方法的實驗中，用一只彈簧測力計拉橡皮條時要和用兩只彈簧測力計拉時結(jié)點的位置重合，這樣操作主要采用的科學方法是(　　) A．控制變量的方法 B．等效替代的方法 C．理論推導的方法 D．理想實驗的方法 答案　B 解析　本實驗中兩個拉力的作用效果和一個拉力的作用效果相同，采用的科學方法是等效替代法． 2．(2018·溫州市九校上學期期末)在“探究求合力的方

12、法”的實驗中 圖1 (1)該實驗中某彈簧測力計顯示的讀數(shù)如圖1所示，其大小是________N. (2)實驗中，在用兩個彈簧測力計成一定角度拉橡皮條時，必須記錄的有________． A．兩細繩的方向 B．橡皮條的原長 C．兩彈簧測力計的示數(shù) D．結(jié)點O的位置 答案　(1)4.2　(2)ACD 3．(2018·寧波市第一學期期末)如圖2所示，某同學利用重物和彈簧測力計等實驗裝置做“探究求合力的方法”實驗．彈簧測力計B掛于豎直木板上的固定的C處． 圖2 第一步：用細線掛一重物M，彈簧測力計掛鉤拉著兩繩套，用一只手持彈簧測力計A拉結(jié)點O，分別讀出彈簧測力計A

13、和B的示數(shù)FA和FB，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向． 第二步：用一個彈簧測力計測出重物M重力的大小計作F. (1)本實驗中的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中B的示數(shù)為________N. (2)利用力的圖示來探究求合力的方法時，應過O點作出________(填“豎直向上”或“豎直向下”)的F來表示A和B兩彈簧測力計的合力． 答案　(1)3.45　(2)豎直向上 解析　(1)彈簧測力計的分度值為0.1 N，讀數(shù)時要求估讀到分度值的下一位，所以題圖中B的示數(shù)為3.45 N；(2)以結(jié)點O為研究對象進行受力分析，受A和B兩彈簧測力計的拉力和M的拉力，所以A和B兩彈簧測力

14、計的合力與M的重力大小相等，方向相反，故利用力的圖示來探究求合力的方法時，應過O點作出豎直向上的F來表示A和B兩彈簧測力計的合力． 4．某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm)的紙貼在水平桌面上，如圖3(a)所示．將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長． (1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O，此時拉力F的大小可由測力計讀出．測力計的示數(shù)如圖(b)所示，F(xiàn)的大小為________N. (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點；現(xiàn)使用兩個測力計

15、同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點．此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1＝4.2 N和F2＝5.6 N. ①用5 mm長度的線段表示1 N的力，以O為作用點，在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合； 圖3 ②F合的大小為________N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為________． 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實驗驗證了力的平行四邊形定則． 答案　(1)4.0 N　(2)①見解析圖 ?、?.0　0.05 解析　(1)由題圖(b)可知，F(xiàn)的大小為

16、4.0 N (2)①畫出力F1、F2的圖示，如圖所示 ②用刻度尺量出F合的線段長約為20 mm，所以F合大小為4.0 N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為tan α＝0.05. 5．小明通過實驗探究求合力的方法： (1)實驗所用的一只彈簧測力計如圖4甲所示，在用它測力前應對它進行的操作是____________． 圖4 (2)在測出F1、F2和對應的合力F后，他在紙上畫出了F1、F2的圖示，如圖乙所示．請你幫助他在圖中畫出合力F的圖示．(測得F＝4.9 N，圖中a、b為記錄F方向的兩點) (3)小明用虛線把F的箭頭末端分別與F1、F2的箭頭末端連接起來；觀

17、察圖形后，他覺得所畫的圖形很像平行四邊形．至此，為正確得出求合力的一般方法，你認為小明接下來應該做些什么？(寫出兩點即可) ①________________________________________________________________________. ②________________________________________________________________________. 答案　(1)調(diào)零　(2)見解析圖　(3)①驗證該圖形基本就是平行四邊形；②得出求合力的一般方法；③改變F1、F2的大小和方向，重復上述實驗，驗證猜想；④與同學交流，得出合理結(jié)論(任選其二) 解析　(1)該實驗所用彈簧測力計開始時指針不在零位置，故在用它測力前應對它進行的操作是調(diào)零． (2)根據(jù)力的三要素作出合力F的圖示如圖所示： (3)根據(jù)所畫的圖形很像平行四邊形這一事實，小明接下來應該做以下事情：①驗證該圖形基本就是平行四邊形；②得出求合力的一般方法；③改變F1、F2的大小和方向，重復上述實驗，驗證猜想；④與同學交流，得出合理結(jié)論.