XX高三物理《探究求合力的方法》高考材料分析

试验2探究求合力的方法一、试验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F'产生相同的作用效果,F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F'在试验误差允许范围内是否相同。

二、数据处理1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边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,此对角线即合力F的图示。

2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出弹簧测力计的拉力F'的图示。

3.比较F与F'是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则。

三、留意事项1.同一试验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计调零后互钩对拉,读数相同。

2.在同一次试验中,使橡皮条拉长时,结点O的位置肯定要相同。

3.用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~100°为宜。

4.试验时弹簧测力计应与木板平行,读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度,在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些。

5.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向。

不要干脆沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,移开细绳套后,再将所标点与O点连接,即可确定力的方向。

6.在同一次试验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍长一些。

四、误差分析1.弹簧测力计本身的误差。

2.读数误差和作图误差。

3.两分力F1、F2间的夹角θ越大,用平行四边形定则作图得出的合力F的误差ΔF也越大。

考点一试验原理与试验操作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“一留意”(结点O的位置必需在同一位置)。

例1(2024浙江桐乡凤鸣高级中学月考)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的试验中,某同学依据如下步骤进行操作:a.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;b.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳形成结点,细绳的另一端系着绳套;c.如图甲,用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使结点到达某一位置O,记录结点位置和两个弹簧测力计的示数、两条细绳的方向;d.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边作平行四边形,画出它们所夹的对角线F;e.只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条,把结点拉到同一位置O,读出弹簧测力计的示数并记录细绳的方向,并按同一标度作出这个力F'的图示;f.比较F'和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。

实验2研究求协力的方法1.[2018浙江11月选考,17(1)](多项选择)在“研究求协力的方法”的实验中,以下操作正确的选项是()A.在使用弹簧测力计时,使弹簧测力计与木板平面平行B.每次拉伸橡皮筋时,只需使橡皮筋伸长量同样即可均分线在同向来线上确立拉力方向时,两点之间的距离应尽可能大一些答案AD分析做研究“求协力的方法”中拉弹簧测力计的方向应与木板平面平行,不然会影响力的大小,A正确;每次拉伸橡皮筋时,应保证橡皮筋的伸长方向和伸长量同样,即保证结点在同一地点,B错;拉橡皮筋时不必定要使橡皮筋的拉伸方向在两绳夹角的均分线上,C错;描点确立拉力方向时,两点间的距离应适合大些,以减小作图时的偏差,D正确。

2.(1)在“研究求协力的方法”实验中要用到弹簧测力计,以下图中弹簧测力计的读数是N。

(2)在以下主要实验步骤中有重要遗漏的步骤的序号是和。

A.在桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;B.用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与绳的结点伸长到某一地点O,记下O点的地点,读出两个弹簧测力计的示数F 1和F2;D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示;E.只用一只弹簧测力计,经过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F的图示;1、F2和F的箭头端连结,剖析F与F1、F2之间可能存在的关系。

G.改变两个力的大小和方向,多次重复上述实验,看看能否与第一次获得的结果一致,得出结论。

(3)遗漏的内容分别是和。

答案(1)2.10(2)C E(3)记下两条细绳的方向把结点拉到同一地点O点分析(1)弹簧测力计的分度值为0.1 N,故读数为2.10 N。

(2)该实验采纳“等效代替法”进行,即用一个弹簧测力计和两个弹簧测力计拉橡皮条与细绳套的结点时应当拉至同一地点O点,因为力是矢量,所以在记录数据时,不可以光要记录力的大小,还要记录其方向,则知在实验步骤中有重要遗漏的步骤的序号是C和E,C中遗漏的内容是:记下两条细绳的方向。

第9课时实验:探究求合力的方法一、实验目的1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。

2.培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力。

二、实验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F'产生相同的效果,看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F'在实验误差允许范围内是否相同。

三、实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳套、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺、铅笔。

四、实验步骤1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。

2.用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。

3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与细绳套的结点伸长到某一位置O,如图所示,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向。

4.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。

5.改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再做两次实验。

五、数据处理1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边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,此对角线即合力F的图示。

2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中弹簧测力计的拉力F'的图示。

3.比较F与F'是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则。

六、注意事项1.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计调零后互钩对拉,读数相同。

2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点O的位置一定要相同。

3.用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~100°为宜。

4.实验时弹簧测力计应与木板平行,读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度,在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些。

XX高三物理《探究求合力的方法》高考材料分析1．实验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F′在实验误差允许范围内是否相等．2．实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺．3．实验步骤用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上．用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置如实验原理图所示．用铅笔描下结点的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置，记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向．比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等．1．正确使用弹簧测力计将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止．使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围．被测力的方向应与轴线方向一致．读数时应正对、平视刻度．2．注意事项位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同．角度合适：用两个弹簧测力计钩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°为宜．在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．统一标准：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些．3．误差分析误差：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等．减小误差的办法：①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘，要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录．②作图时使用刻度尺，并借助于三角板，使表示两力的对边一定要平行．1．[实验原理及实验操作]“探究求合力的方法”的实验原理是等效原理，其等效性是指A．使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变B．使两分力与合力满足平行四边形定则．使两次橡皮条伸长的长度相等D．使两次橡皮条与两绳套的结点都与点重合D [在“探究求合力的方法”的实验中，两次拉伸橡皮条时，伸长的长度及伸长的方向均相同，两分力与合力的作用效果才相同，才具有等效替代关系，因此选项错误，D正确；实验过程中，弹簧测力计的拉力的大小和方向是可以不同的，选项A错误；合力与分力之间满足平行四边形定则是客观规律，故选项B错误．]2．[数据处理]“探究求合力的方法”的实验装置如图1甲所示．图1某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示．其中，细绳对点的拉力大小为________N；请将图甲中细绳和B对点两拉力的合力F合画在图乙上．由图求出合力的大小F合＝________N．【解析】由图甲可读出对点的拉力大小为260N在图乙上的画图如图所示，结合作图可求得合力大小为1N 【答案】260 1。

课标分析本节课是第3章《相互作用》中的第4节力的合成的重点知识，也是高中实验的重点之一。

高一学生刚接触矢量，对矢量的运算没有任何感性认识，没有任何生活经验可以借鉴，他们习惯的是仅有大小没有方向的，如质量、体积等物理量之间的代数运算。

对高一学生来说，力的合成法则是一个难关，而一旦过了这个坎，则是学生对矢量学习在认识上的一次质的飞跃。

因此，本节课的实验部分就显得尤为重要，完全有必要独立出来作为一节重要的探究实验课，让学生合作学习，探究出力的合成应该满足的法则，加深学生的理解。

同时，本节课作为本章的过渡升华课程，是对前三节课（重力、弹力、摩擦力）的再提升，把重力、弹力、摩擦力统一起来，从而对某个物体进行受力分析，判断其受力情况，并求其合力，为后面的平衡态及牛顿运动定律做好铺垫，为后面的知识做好过渡。

因此本节课的重点（力的合成法则）就显得更加重要。

因此本节课的教学目标可以确定为：（1）从力的作用效果出发研究合力与分力的关系；（2）通过探究实验得出力的平行四边形定则（3）体会等效的思想方法，参与实验探究力的合成法则的过程，体会实验归纳的方法；（4）体会在科学探究中既要有大胆猜想，也要严谨求证。

教材分析本节教材选自人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书《物理1》（必修）第3章第4节。

本节课研究的是力的等效关系，依据“等效替代”的思想进行试验，从实验中归纳出力的平行四边形定则，重点在于实验。

“等效替代”的方法是高中物理学习中的一个非常重要的试验方法，它能使一些繁难的问题处理起来简单化，能使一些不能直接处理的问题可以简单的直接处理。

在前面学习力的图示，弹力、摩擦力等相关力学知识的基础上，通过实验研究力的合成。

力的合成是解决力学的基础和工具，力的合成如果没有学好，在后续课的学习中，对牛顿第二定律、物体平衡、运动的合成与分解、动能定理等的理解和应用都会感到困难。

如果力的合成的平行四边形法则掌握不好，后续课程中的有关物理量的合成就会出现困难。

实验2探究求合力的方法误差分析1.误差来源除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。

2.减小误差的方法(1)结点O①定位O点时要力求准确。

②同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持不变。

(2)拉力①用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向。

②应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一平面内。

③两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小。

(3)作图①在同一次实验中，选定的比例要相同。

②严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力。

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。

热点一教材原型实验【例1】某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图1甲所示，其中A 为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。

图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

图1(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________。

(2)本实验采用的科学方法是________。

A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法(3)实验时，主要的步骤是：A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F.比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。