实验 探究两个互成角度力的合成规律

探究两个互成角度的力的合成规律实验步骤实验名称：探究两个互成角度的力的合成规律实验目的：通过实验探究两个互成角度的力的合成规律，验证力的合成规律。

实验器材：1.弹簧测力计（N级别）2.弹簧挠度表3.实验装置支架4.实验架和杆5.两个簧秤盘6.两只质量小的木块7.改变角度的装置8.可固定角度的支架9.实验记录表实验步骤：1.准备实验装置：将一根实验杆固定在支架上，所用弹簧挠度表固定在实验杆的一个端点上。

2.安装改变角度的装置：将一个可以改变角度的装置固定在实验杆的另一个端点上。

3.安装两个簧秤盘：将两个簧秤盘分别装在改变角度的装置上，并调整两个簧秤盘的位置，使之与实验杆互成一定的角度（如30度和60度）。

4.将质量小的木块分别挂在两个簧秤盘上，记录下两个簧秤盘的示数，作为初试测量值。

5.通过改变角度的装置，让两个簧秤盘的角度分别变为45度和75度，记录下两个簧秤盘的示数，并进行测量记录。

6.将角度变为0度或180度，记录下两个簧秤盘的示数，并进行测量记录。

7.根据实验记录数据计算每个角度下的合力大小。

8.绘制合力随角度变化的曲线图。

9.分析实验结果，验证力的合成规律。

实验注意事项：1.实验过程中可能产生较大的力，请确保实验装置的稳定性，以防发生意外。

2.实验操作时需小心，避免弹簧挠度表受到不必要的损坏。

3.实验记录要准确，尽量记录更多的数据点以提高实验结果的准确性。

实验原理简介：当两个互成角度的力以一定的大小和方向作用于物体上时，这两个力的合力可以通过力的合成规律来确定。

根据力的合成规律，合力的大小等于两个力合成后的矢量的长度，合力的方向等于两个力合成后的矢量的方向。

实验结果分析：通过实验记录的数据，可以计算出每个角度下的合力大小，并绘制合力随角度变化的曲线图。

根据实验结果，可以验证力的合成规律。

实验结果应该表明，当两个互成角度的力作用于物体上时，合力的大小和方向可以由力的合成规律来确定。

实验结果讨论：1.在实验结果中，我们可以观察到合力随角度的变化趋势。

实验探究两个互成角度力的合成规律一、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等。

三、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、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与细绳套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,结点的位置O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。

探究两个互成角度的力的合成规律实验
实验原理：
两个力分别在不同的方向上行使作用，当它们的作用的方向与它们的大小成某种角度时，它们的作用总是由改变角度引起的合成力的大小和方向来指定。

实验材料：
（1）薄膜；
（2）布条；
（3）水；
（4）砝码；
（5）计算天平；
（6）一张圆形透明玻璃。

实验过程：1.在玻璃板上放置薄膜，在薄膜上塞上布条；
2.将砝码放置在薄膜上，对计算天平进行有关测量；
3.用水把薄膜缩回玻璃板，不均匀拉伸薄膜，记录并计算角度及力的大小；
4.将薄膜角度调整至15°，并记录力的大小；
5.在未改变角度的情况下，将薄膜的一边继续向玻璃板压缩，随着压缩的量的增加，
记录合成力的大小；
6.对于不同角度的情况，重复上述步骤，记录所得数据；
7.计算不同角度下合成力的大小，作出根据实验获得的数据得出两个互成角度的力的
合成规律的曲线图。

实验结论：
根据实验获得的数据，我们发现两个互成角度的力的合成规律的发展轨迹如下：当角
度变小时，两个力的合成力也会随之变小，而当角度越大，两个力的合成力也会随之增大，合成力最大时出现在相切角度。

经过实验，我们可以得出结论：当两个互成角度的力逐渐
靠近相切时，它们合成的力将越来越大，而当它们转变到90° 时，其合成力也将做最大
值达到最大，当两个力的角度大于90° 将会得到负值的合成力。

实验：探究两个互成角度的力的合成规律一、实验仪器方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、、细绳、轻质小圆环、三角板、、图钉(若干)、铅笔．二、实验原理1．合力F′的确定：一个力F′的作用效果与两个共点力F1与F2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点，则F′为F1和F2的合力．2．合力理论值F的确定：根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，求出合力的理论值F.3．在实验误差允许的范围内，比较F′和F是否大小相等、方向相同．三、实验步骤1．在方木板上用图钉固定一张白纸，如图1甲所示，用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A 点，在橡皮条的另一端挂上轻质小圆环．图12．用两个弹簧测力计分别钩住小圆环，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某位置O，用铅笔描下结点O的位置和拉线的方向，并记录两弹簧测力计的读数．3．用一个弹簧测力计拉橡皮条，将结点拉到，记下弹簧测力计的读数和拉线的．4．如图乙所示，利用刻度尺和三角板，按适当的比例作出用两个弹簧测力计拉时的拉力F1和F2的图示以及用一个弹簧测力计拉时的拉力F′的图示，以F1、F2为邻边画出，并画出对角线F.5．比较F与F′的大小和方向，看它们在实验误差允许范围内是否相同，从而验证平行四边形定则．四、注意事项1．结点(1)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点必须保持位置不变．2．拉力(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向；(2)应使橡皮条、弹簧测力计和小圆环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．五、误差分析1．弹簧测力计使用前没调零会造成误差．2．实验时弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在会造成误差．3．两次测量拉力时，橡皮条的结点没有拉到同一点会造成偶然误差．4．两个分力的夹角太小或太大以及F1、F2数值太小，应用平行四边形定则作图时，都会造成偶然误差．一、实验原理及操作在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧测力计拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置O；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条．(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A．两根细绳必须等长B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行D．在用两个弹簧测力计同时拉细绳时要注意两个弹簧测力计的读数相等E．在用两个弹簧测力计同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到位置O其中正确的是________．(填入相应的字母)(2)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图2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2①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．建立物理模型法二、实验数据处理(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1 mm)的纸贴在桌面上，如图3(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＝4.2 N和F2＝5.6 N.(ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O点为作用点，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；图3(ⅱ)F合的大小为________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．三、实验创新有同学利用如图4所示的装置来“探究两个互成角度的力的合成规律”：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重力相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F T OA、F T OB和F T OC，回答下列问题：图4(1)改变钩码个数，实验能完成的是________．(绳子能承受的拉力足够大)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三段绳子的方向和钩码个数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)在作图时，你认为图5中________(选填“甲”或“乙”)符合实际．图51．在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，以下说法中正确的是() A．用两只弹簧测力计拉橡皮条时，两细绳之间的夹角必须为90°，以便求出合力的大小B．用两只弹簧测力计拉橡皮条时，结点的位置必须与用一只弹簧测力计拉时结点的位置重合C．若用两只弹簧测力计拉时合力F的图示与用一只弹簧测力计拉时拉力F′的图示不完全重合，说明力的合成的平行四边形定则不一定是普遍成立的D．同一实验过程中，结点O的位置允许变动2．(2019·华中师大一附中期中)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某同学的实验情况如图6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与OC 为细绳，OB绳的拉力为F1，OC绳的拉力为F2，则下列说法中正确的是()图6A．若每次都把结点O拉至同一位置，且保持F1的方向不变，增大F1，则F2一定减小B．若每次都把结点O拉至同一位置，且保持F1的方向不变，增大F1，则F2一定增大C．在实验中，应使拉力沿弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧测力计和细绳应位于与纸面平行的同一平面内D．实验中需要使用量角器测量两个分力之间的夹角3．(2019·泰安一中期中)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某同学的实验情况如图7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7(1)图甲中与B相连的弹簧测力计的示数为________ N.(2)图乙中一定沿着OA方向的力是________(选填“F”或“F′”)．(3)关于本实验，下列说法正确的是________．A．两细绳必须等长B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行C．两次拉伸橡皮条，只要使橡皮条伸长到相同长度即可D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些4．将橡皮条的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计．沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮条的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图8甲所示．这时弹簧测力计的读数可从图甲中读出．图8(1)由图甲可读出两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N.(2)在图乙的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．5．某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，所用器材有：方木板一块、白纸、量程为5 N的弹簧测力计两个、橡皮条(带两个较长的细绳套)、刻度尺、图钉(若干个)．(1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是________．A．橡皮条应和两绳套夹角平分线在一条直线上B．重复实验再次进行探究时，结点O的位置可以与前一次不同C．使用弹簧测力计时，施力方向应沿弹簧测力计轴线方向；读数时视线正对弹簧测力计刻度D. 用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个弹簧测力计时的拉力(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如图所示．其中对于提高实验精度最有利的是________．。

物理实验报告单
年级: 姓名: 实验时间: 实验名称探究两个互成角度的力的合成规律
实验目的（1）依据合力的作用效果与各个分力共同作用的效果相同,探究求两个互成角度力的合成规律
（2）学会用作图法处理实验数据.
实验原理等效替代法，F的效果与F1和F2的效果相同，则F为F1和F2的合力。

实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、图钉(几个)、铅笔。

实验步骤(1)用图钉将白纸固定在方木板上。

(2)用图钉将橡皮条一端固定于A，另一端拴两个细绳。

(3)用两只弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点伸长到位置O并标记，记录F
1
和F
2
数据及绳的方向。

（4）用一只弹簧测力计将橡皮条结点拉到位置O，记录F读数和细绳的方向。

数据采集
根据数据填写。

探究两个互成角度的力合成规律实验实验目的：通过实验探究两个互成角度的力合成规律，以增加对物理学原理的理解和应用。

实验材料：1. 两个弹簧秤2. 一根绳子3. 一个小物体（例如小球、小盒子等）4. 一个固定的支架实验步骤：步骤一：准备工作1. 将支架固定在水平桌面上，确保其稳定性。

2. 在支架的两侧固定两个弹簧秤，使它们能够自由移动。

3. 将绳子系在两个弹簧秤的连接处，使其能够自由滑动。

步骤二：测量力的合成1. 将小物体挂在绳子的中央位置，使其悬挂在两个弹簧秤之间。

2. 记录下两个弹簧秤的示数。

步骤三：改变角度1. 调整绳子的角度，使其与水平方向成不同的角度（例如30度、60度等）。

2. 记录下两个弹簧秤的示数。

步骤四：分析数据1. 比较不同角度下的力示数，观察是否存在规律。

2. 思考并讨论两个互成角度的力合成规律。

实验结果：根据实验数据的观察和分析，可以得出以下结论：1. 当绳子与水平方向成为45度时，两个弹簧秤的示数相等。

2. 当绳子与水平方向成为小于45度时，两个弹簧秤的示数之和大于小物体的重力。

3. 当绳子与水平方向成为大于45度时，两个弹簧秤的示数之和小于小物体的重力。

结论与解释：根据实验结果可以得出，当绳子与水平方向成为45度时，两个互成角度的力合成后的合力与小物体的重力相等。

这是因为45度是两个互成角度中最接近90度的角度，两个力的合力在垂直方向上达到最大值。

当绳子与水平方向成为小于45度时，两个互成角度的力合成后的合力大于小物体的重力。

这是因为两个力的合力在垂直方向上的分量增大，因而合力的大小也增大。

当绳子与水平方向成为大于45度时，两个互成角度的力合成后的合力小于小物体的重力。

这是因为两个力的合力在垂直方向上的分量减小，因而合力的大小也减小。

两个互成角度的力合成规律可以归纳为：当两个力的方向夹角增大时，合力的大小减小；当两个力的方向夹角减小时，合力的大小增大。

同时，当两个互成角度的力夹角为45度时，合力的大小达到最大值。