《实验：探究两个互成角度的力的合成规律》相互作用——力PPT-完美版

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一端固定的橡皮条伸长到同一点
O，则
F′必与
F1、F2 的合力等效，以
F1、F2 为邻边作平行四边形求出合力 F，比较 F′与 F 的大小和方向，
以验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则．
二、实验器材
方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、 细芯铅笔、橡皮条、细绳(两根)等．
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F1 和
F2 的图示，并以
F1 和
F2 为邻边，
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关键能力 · 突破 考点一 实验原理和实验操作
1.(2020江苏常熟中学适应性考试)“验证力的平行四边形定则”的实验 如图甲所示: (1)某同学实验操作步骤如下∶ ①如图甲所示,把橡皮条的一端固定在木板上的A点,用两条细绳连在橡皮条 的另一端,通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条,橡皮条伸长,使结
变,OB、OC均逆时针旋转合力增大,OB顺时针方向、OC逆时针方向各转过适 当角度,此时OB、OC拉力均增大,由于OC已经满量程,此种情况不成立,选项 C错误;适当调整结点O靠近A,则合力减小,OB方向不变、OC顺时针方向转过 适当角度,不满足平行四边形定则,选项D错误。
(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项,你认为正确的有 AC ; A.拉橡皮条的细绳套适当细一些且长一些 B.实验中把橡皮条结点拉到O点时,两弹簧测力计之间的夹角为90°不变,可便 于计算合力
C.拉橡皮条时,细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板 D.两根细绳必须等长,且橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 (3)如图丙,某次测量FOB、FOC大小和方向实验过程中发现,FOC读数几乎满量 程,而FOB读数不到量程一半(两弹簧测力计相同),需要做适当调整,下列做法 正确的是 AB 。 A.保持结点O位置不变、OB方向不变,OC逆时针转过一定的角度 B.保持结点O位置不变,OB、OC逆时针转过适当的角度 C.适当调整结点O远离A,OB顺时针方向、OC逆时针方向各转过适当角度 D.适当调整结点O靠近A,OB方向可不变,OC顺时针方向转过一个角度
用上述方法记录其方向。
(1)实验中确定分力方向时,图甲中的b点标记得不妥,其原因是 O、b两点太近,误差大 。
(2)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目的是 与F1、F2共同作用的效果相同 。

用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到 某位置并记为O点，记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及两条细绳 的方向.
(3)如图丙所示，用一个弹簧测力计拉橡皮条，将绳 与橡皮条的结点仍拉到O点目的是使__与__用__两__个__弹__簧__测__ _力__计__互__成__角__度__地__拉__橡__皮__条__的__作__用__效__果__相__同__ ， 记 下 此 时弹簧测力计的示数F＝_3_._0_0_N和细绳的方向.
4.数据处理 (1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，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为邻边作平行 四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力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.
(3)某次实验时两个分力大小分别为2.00 N和1.50 N，夹角小于90°，若 实验操作无误，其合力的读数为如图所示中的一个，则正确的读数为 __3_.0_0__ N.
如果某次实验时两个分力大小分别为 2.00 N 和 1.50 N，夹角为直角时 合力的大小 F 合＝ F12＋F22＝ 22＋1.52 N＝2.50 N，
(2)在“探究求合力的方法”实验中，通过对拉的方法来选择两个弹簧测 力计，方案一：两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉(如图乙)，方案 二：两弹簧测力计置于水平桌面对拉(如图丙).下列说法正确的是__A_D___. A.弹簧测力计使用前必须进行调零 B.实验时，两个弹簧测力计的量程需一致 C.若方案一的两弹簧测力计读数相等，则可正常使用 D.若方案二的两弹簧测力计读数相等，则可正常使用
5.注意事项 (1)弹簧相同：使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处， 若指针不在零刻度处，要设法调整指针，使之指在零刻度处，再将两个 弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，两个示数相同方可使用. (2)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. (3)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°～120°之间为宜.

答案：(1)C (2)AC
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3．(1)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图甲所示，A 为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB、OC为细绳，图乙 是在白纸上根据实验结果画出的图。图甲中OB方向弹簧测力计的读数为 _______N；图乙中的F和F′两力中，方向一定沿OA方向的是_______。
4．改变拉力F1和F2的大小和方向，重做上述实验，检验所围成的图形是 不是平行四边形。
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六、误差分析
偶然误差
产生原因 读数
作图
减小方法 正视、平视弹簧测力计的刻度 (1)两分力夹角在60°～120°之间 (2)弹簧测力计的读数适当大些
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(1)试在图甲中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此 力。
(2)有关此实验，下列叙述正确的是________。 A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力 C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是 保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
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(1)如图甲，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时
电子秤的示数F。
(2)如图乙，将三根细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤 的挂钩、墙钉A和水壶杯带上。水平拉开细线L1，在白纸上记下结点O的 位置、______________和电子秤的示数F1。
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三、实验步骤及数据处理
1．仪器的安装：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上，并用图
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第4章力与平衡
实验:探究两个互成角度的力的合成规律
2
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预
习
3
探新知
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一、实验原理和方法
一个力 F′的作用效果与两个力 F1、F2 的作用效果都可以使相同的
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【学习素养·明目标】 科学探究：1.验证互成角度的两个力合成的平 行四边形定则.2.进一步使用作图法求两个共点力的合力．

C.用两只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。记录下 的位置,读出两只弹簧测力计的示数;
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 1 和 2 的图示,
并用平行四边形定则求出合力 ;
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


记下两条细绳的方向
把橡皮条的结点 拉到同
② 遗漏的内容分别是_____________________和_______________________
一位置
________。
实验中需要注意三点
（1）两次实验结点一定到达同一位置,才能保证效果相同;
（2）力是矢量,实验中既要记录力的大小,还要记录力的方向;
（3）数据处理时要作力的图示而非示意图。
[2021河北张家口高一月考] 很多物理实验,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
静止
示数 ;
（2） 如图乙所示,将三条细线 1 、2 、3 的一端打结,另一端分别拴在两

大小和方向,即可判断力的平行四边形定则是否成立。
[解析] 当用三条细线悬挂镜框时,细线 1 、2 的拉力 1 、2 的作用效果与
作用效果相同,比较根据平行四边形定则作出的 1 、2 的合力 ′ 与 的
关系即可判断平行四边形定则是否成立。
探究点二 数据处理和误差分析
例 在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,如图 () ,轻质小圆
的规律。

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第4章 力与平衡
(1)用铅笔描下结点位置，记为 O； (2)记录两个弹簧测力计的示数 F1 和 F2，沿每条细绳(套)的方向 用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线； (3)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位 置 O，记录测力计的示数 F3， _____________________________________________________； (4)按照力的图示要求，作出拉力 F1、F2、F3；
第1节 科学探究：力的合成 第2课时 探究两个互成角度的力的合成规律
第4章 力与平衡
一、实验目的 1．探究两个互成角度的共点力与其合力的关系． 2．学习用等效的思想探究矢量合成的方法． 二、实验器材 木板、橡皮筋、细线、弹簧测力计、图钉、白纸、铅笔、刻度 尺、三角板．
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第4章 力与平衡
三、实验原理与设计 让两个互成角度的共点力 F1 和 F2 作用于某一物体，并产生明显 的作用效果，然后用一个力 F 来代替 F1 和 F2，产生同样的作 用效果．测出 F1、F2 和 F，比较它们的大小和方向，找出其中 的规律．
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第4章 力与平衡
3．如图(c)所示，用力拉一只测力计，同样将结点 B 拉到 O 处， 记下此时测力计的示数 F，并沿细线标记出力的方向． 4．用力的图示画出 F1、F2 及 F.
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第4章 力与平衡
五、数据分析 1．以 F1、F2 为邻边作平行四边形，并作出对角线 F′. 2．比较 F′与合力 F 的大小和方向，看它们在误差范围内是否 大小相等，方向相同．
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第4章 力与平衡
六、实验结论 F′和对角线 F 在误差范围内重合，说明两个力合成时，用表 示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则平行四边形的对角 线所代表的力就是合力．

B．减小N的读数，增大β角
C．减小N的读数，减小β角
D．增大N的读数，增大β角
在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中
(1)在水平放置的木板上垫上一张白纸，把橡皮筋的一端固定在板上，另端结两个细绳套，实验时，需要两次拉伸橡皮条，第一次通过细绳套用两
个互成角度的弹簧测力计拉橡皮筋，使结点移到某一位置O，此时需记下：
且离结点O稍远的距离描点
D．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响
(3)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示，其读数为
___________N。
(4)若只有一个弹簧测力计，能否完成该实验___________（填“能”能
如图为“探究求合力的方法”实验，三个细绳套L1、L2、L3共系于一个结
F'
1、F2合力的理论值。
(2)某同学认为在此过程中必须注意以下几项其中正确的是______
DE 填入相应
的字母
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．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
D．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧
两弹簧测力计拉力的方向，两弹簧测力计的读数，___________，然后用一
个弹簧测力计把橡皮筋拉长，再记下弹簧测力计拉力的方向，弹簧测力计
的读数。
【答案】节点O的
(2)下列叙述正确的是___________。
A．拉橡皮筋的两条细绳夹角始终为90°
B．弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行
C．拉橡皮筋的细绳要细长，描出细绳拉力方向时，要在细绳正下方，

4．取下白纸，在纸上用同一个标度分别作出力F1、F2及F的图示，如图 (d)所示．
5．根据力F1、F2及F的图示，它们在误差范围内是否构成平行四边形． 6．如果改变F1、F2的大小和方向几次，使小圆环静止在其他位置，重复 上述实验和作图．可以得出同样的结论．
[注意事项] (1)弹簧测力计的使用 ①实验中的两个弹簧测力计的选取方法：将两个弹簧测力计调零后 互钩水平对拉，若读数相同，则可选；若读数不同，应另换或调校， 直至相同为止．同时要检查弹簧测力计的量程和最小刻度． ②使用弹簧测力计拉橡皮筋时应使其与板面平行，拉力的方向沿弹 簧测力计的轴线方向． ③读数时视线要正对弹簧测力计的刻度板，同时要注意估读．
(2)减小误差的措施 ①橡皮筋的结点要小一些，细绳(套)要长一些． ②用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，两拉力的夹角应适当大些． ③在满足拉力不超过弹簧测力计量程及橡皮筋形变不超过其弹性限 度的条件下，应使拉力尽量大一些． ④在同一次实验中，橡皮筋拉长后结点的位置必须程与操作 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)首先进行如下操作：
①_改__变__F_1、__F_2_的_大__小__和__方_向__，__重_复__上__述__实_验__，__验_证__猜__想__. ②_把__橡__皮__筋_结__点__拉_到__另__一__位_置__，__由_对__应__的__F_1、__F_2和__F_验__证__猜_想___.
解析：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： ①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；②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；③与同 学交流，得出合理结论．
解析：橡皮条对小圆环的拉力相同，即相同的作用效果．

O
D E
αβ B
A
2.如图所示是A、B两位同学在做本实验时得到的结果，可以 判定其中__A_____同学的实验结果比较符合实验事实，理由 是_____F_′__是__单__独__拉__，__应__该__和__橡__皮__条__处__在__同__一__直__线__上____
A F′
F′B
3.某研究小组做“验证力的平行四边形定则”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 有___B_C___。 A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同 C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度 D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计 时的拉力
记录
结点O的位置 两弹簧测力计的示数F1、F2 两弹簧测力计拉力的方向
2.用一个测力计重新将结点拉到O点时：
记录 弹簧测力计的拉力大小F及方向。
【注意事项】
①弹簧测力计使用前要校零，在竖直位置已校正好零点的弹簧测力计， 到水平位置使用时，仍然要重新调零。 ②要选用规格、性能完全相同的两个弹簧测力计。（将两只弹簧测力 计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则 可选用；若读数不同应矫正弹簧测力计或另换，直至相同为止）。 ③本实验中，用弹簧测力计测量拉力时，要使三个拉力F1、F2、F和橡 皮筋均在平行于纸面的平面内。
【实验原理】
先用弹簧测力计测出分力F1、F2 及它们的合力F′,再根据平行四边形 定则作出分力F1、F2的合力F,比较F′和F的大小和方向。当它们在实验 误差允许的范围内相等时，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行

定则作出F1和F2的合力F'的图示,比较F'与F在实验误差许范围内是否
大小相等、方向相同,即得到互成角度的两个力合成是否遵循平行四边形
定则。
二、实验器材
方木板、白纸、图钉若干、细芯铅笔、橡皮条一段、细绳套两个、弹簧
测力计两个、三角板、刻度尺。
三、实验步骤
1.在方木板上用图钉固定一张白纸,如图甲所示,用图钉把橡皮条的一端固
将橡皮条的另一端水平拉到某点,将该点确定为“O”点,
此时拉力F的大小如图所示,其示数为
N。
通过一系列实验,成功验证了力的平行四边形定则。
(2)现使用两只弹簧测力计互成角度同时水平拉橡皮条,将橡皮条的另一端
拉到某点,记下这两个拉力的方向,由弹簧测力计的示数读出两个拉力的大
小分别为F1=3.0 N和F2=4.0 N。若用量角器量得这两个力之间的夹角恰
B.拉橡皮条时,拉力要适当大些
C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板
D.确定拉力方向时,在细绳正下方描出的两个点要适当远些
(2)某次实验时两个分力大小分别为2.00 N和
1.50 N,夹角小于90°,若实验操作无误,其合
力的读数为如图所示中的一个,则正确的读
数为
N。
解析 (1)两个分力的夹角尽量大小合适,不能太大,也不要太小,故A错误;拉橡
弹簧测力计示数在允许的情况下,尽量大一些,读数时眼睛一定要正视,要
按有效数字正确读数和记录。
(2)作图误差。
①结点O的位置和两个弹簧测力计的方向画得不准确,造成作图误差。
②两个分力的起始夹角α太大,如大于120°,再重复做两次实验,为保证结
点O位置不变(即保证合力不变),则α变化范围不大,因而弹簧测力计示数变

探究两个互成角度的力的合成规律 一年级物理精品教学
课件PPT
年 级：高中一年级 学 科：物理（人教版）
必备知识
一、实验原理 1.合力F'的确定:一个力F'可以把橡皮筋下端拉到某点,两个力F1、F2共同 作用,也能把橡皮筋下端拉到同一点,则F'与F1和F2共同作用效果相同,则F' 是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。
答案 ×
课堂篇 探究学习
探究一 实验原理及操作
关键能力 1.理论值:在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力计同时拉时弹簧 测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求 出合力F。 2.实际值:按同样的比例用刻度尺从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条 时拉力F'的图示。 3.相比较:比较F'与F在实验误差允许的范围内是否相等。 注意: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,使力的图示清晰明了。
。
A.测量细绳套的长度
B.测量橡皮筋的原长
C.记录测力计的示数
D.记录结点O的位置
E.通过细绳记录拉力的方向
(2)下列关于操作过程的说法正确的是
。
A.橡皮筋、测力计和细绳套应位于与木板平行的同一平面内
B.两细绳之间的夹角一定要取90°,以便计算合力的大小
C.用平行四边形定则求得的合力方向一定沿PO方向
二、实验仪器 图板、白纸、测力计(两个)、橡皮筋、细绳圈、三角板、刻度尺、图钉 (若干)、铅笔。 三、实验步骤 1.在图板上用图钉固定好一张白纸,如图甲所示,用图钉把橡皮筋的一端固 定在A处,过A画一条标记线AB。

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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
01
预习案 必备知识·问题导学
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第三章 相互作用——力
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一、实验原理 1．合力 F′的确定：一个力 F′的作用效果和两个力 F1、F2 的共同作用效 果都是使橡皮条伸长到同一点，则 F′就是 F1、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、F2 的合力 F 的图 示。 3．平行四边形定则的验证：比较 F 和 F′的大小和方向是否相同。
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
03
提升案 随堂演练·基础落实
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
1．某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则。图甲中 GE 是橡
皮条，轻质小圆环挂在橡皮条的下端；图乙中用两个互成角度的拉力 F1、F2 将 小圆环拉至 O 点；图丙中用一个拉力 F 将小圆环仍拉至 O 点。下列说法正确的
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
二、实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两支)、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图 钉(若干)。 三、实验步骤 1．钉白纸：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。 2．拴绳套：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。
第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
实验：探究两个互成角度的力的合成规律
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第三章 相互作用——力
目
01 预 习 案
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