研究共点力的合成实验专题

1、2研究共点力的合成实验专题研究共点力的合成实验【实验原理】等效替代【实验器材】 两个弹簧秤、带绳套的橡皮筋、图板、图钉IiiiiIuhIiwiMH *>.o、白纸、刻度尺、量角器（三角板）使橡皮筋伸长到一定 画出两绳套的方向，记录两【实验步骤】1. 用两个弹簧秤互成角度地拉绳套， 的位置，记下结点的位置 0, 弹簧秤示数F1和F2。使结点仍拉到位置0,画F2. 用一个弹簧秤将橡皮筋拉伸， 出绳套方向，记录弹簧秤示数3. 用相同标度作出 F1、F2与合力F'以F1和F2为邻边 作出平行四边形，得到其对角线F '看F '和F是否完全重 合。【实验结论】那么合力F的大小

2、和方向通过实验得出，如果用表示两个共点力 F1和F2的线段为邻边做平行四边形，就可以用F1、F2所夹的对角线表示。在误差范围内，分力的合成符合平行四边形定则。 【要记录的数据：】 结点伸长到的位置。弹簧秤示数。3F，用平行四边形定则作出两个分力的合力F' 合力和两个分力的大小用标度量出F'大小，再比用相同标度作出两个分力与合力 较F '和F。注意事项：1）弹簧秤事先要调零；水平放时调零；使用时不能超过弹性限度。2）利用弹簧秤拉橡皮绳时须贴近且平行木板，与细线平行；细绳套应适当长些，便于确定力的方向, 3）拉力应适当大些（误差读数误差可减小）；两个力之间的夹角不能太大，在

3、两个力大小一定时，夹角越大, 合力越小，弹簧形变越小，相对误差越大。4）2次拉，拉到同一结点处（效果相同）； 5）沿细绳确定拉力方向时，所选的二个定位点应相距远一点;6）图示F , F1、F2时必须用同一标度，且线段应取长些;7) 分析力的大小、方向变化时，一般采用作图法。题型一：实验步骤和注意事项例1.(松江一模)“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中 为固定橡皮筋的图钉， 0为橡皮筋与细绳的结点， 0B和0C为细绳，图乙 是在白纸上根据实验结果画出的图示。(1 )图乙中的F与F'两力中，方向一定沿 A0方向的是o(2) (单选题)本实验采用的科学方法是()A.理想实验法B

4、.等效替代法C .控制变量法 D .建立物理模型法(3) (多选题)实验中可减小误差的措施有(两个分力Fi、F2的大小要尽量大些 两个分力Fi、F2间夹角应越大越好 拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行A0间距离要适当，将橡皮筋拉至结点0时，拉力要适当大些A.B.C.D.注意理论值和实际值的比较，理论值是根据平行四边形定则画出，等效替代思想，误差分析见前面。(1) F',( 2) B ,( 3) A C D例2.(青浦区一模)在做“互成角度的两个力的合成”的实验中，下列叙述中正确的是A.两弹簧秤的拉力可以比橡皮条的拉力大;B.若橡皮条的拉力是合力，则两弹簧秤的拉力

5、是分力;C.两次拉橡皮条时，需将橡皮条拉到同一位置，这样做的目的是保证两次弹簧秤拉的效果相同;D.若只增大某一弹簧秤的拉力大小，而又要保证橡皮条结点的位置不变，只需调整另一弹簧秤拉力的大小即可。分力可能大于合力, 万向。AC但分力与合力是相对于相同的受力物体而言，保证合力不变，要同时改变力的大小和例3.(普陀二模)“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉， 0为橡皮的另一端栓上两条细绳，细绳的另一端系着绳套;筋与细绳的结点,0B和0C为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。主要步骤是:(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;

6、(B) 用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点，在橡皮条(C)用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置0记下0点的位置和两个弹簧秤的示数;(D)按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力Fi和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F;(巳只用一只弹簧秤，通过弹簧秤拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按相同标度 作出这个力F'的图示;(F)比较F'和F,看它们是不是相同，得出结论;上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤是(填序号)；(2)相应的遗漏内容分别是(3)图乙中的F与F'两力中，方向一定沿 A0方向的是实验步骤

7、可看知识点，理论值和实际值差别。(1) C E F (2)记下两个弹簧秤的细绳方向；结点到达0位置；改变两个力的夹角，再做一组(或几组)。F /例4.(黄浦、嘉定二模)(多选)在“研究共点力的合成”实验中，需要将橡皮筋的一端固定在 个弹簧秤(量程均为 5N)通过细绳互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到 程，下列操作正确或设计能实现的是()(A)(B)(C)(D)实验前，先将所用的弹簧秤竖直提起，挂钩上无任何重物，检查读数是否为零 将结点拉到位置 0时，拉力Fi、F2要适当大些 拉橡皮筋时，橡皮筋、细绳和弹簧秤应贴近且平行于木板可以通过操作使两个弹簧秤的读数均为4N,且两弹簧秤拉力的方向相

8、互垂直，然后再用其中一个弹簧秤来测量出它们的合力，与用作图法求出的合力进行比较。 注意弹簧秤的调零不是这样做的，两个力均为4N且相互垂直时，合力超过 5No BC题型二：实验误差分析和数据处理例5.(杨浦一模)在做“研究共点力的合成”实验时，(1)(多选题)下面措施中有利于提高实验精确度的是橡皮条弹性要好，拉到 0点时，拉力要适当大些.两个分力Fi和F2间的夹角要尽量大些.拉橡皮条时，橡皮条细绳和弹簧秤应贴近且平行纸面.套橡皮条的绳套要细些且稍长为好.(A)(B)(C)(D)(2)实验结果是否会有误差？若有，造成误差的主要原因是什么？ 夹角大会增大相对误差。(1) ( ACD )(得4分)，(

9、2)记录力的大小、方向和作图时等有误差(得 2分)A点，用两0点。关于这一实验过A0hFX例6.(上海调研)某同学在做验证互成角度的两个力合成的平行上边形定则实验时，把橡皮条的一端用图 钉固定于P点，同时用两个弹簧秤将橡皮条的另一端拉到位置Q这时两弹簧秤的示数分别为其位置记录如图甲所示。倘若橡皮条的活动端仅用一个弹簧秤拉着，也把它拉到为Fc= N，其位置如Co(1 )用1 cm表示1N,在图乙中作出力Fa、Fb和Fc的图示。(2) 根据平行四边形定则在图乙中作出Fa和Fb的合力F, F的大小为No(3) 实验的结果是否能验证平行四边形定则： (选填“能”或“不能”Fa=、Fb=,O点位置，弹簧

10、秤的示数A图甲(A)(B)(C)(D) 度(2)A为固定橡皮筋的图钉，0为橡皮筋（2）关于此实验，下列情况正确的是A.两弹簧秤的拉力一定比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力，两个弹簧秤的拉力是分力C.如果将两个绳套换成两根橡皮筋，那么实验结果将不同D.两次拉橡皮筋结点拉到同一位置0的目的是确保两次弹簧秤根据平行四边形定则作图，确定标度可量出大小。（1）图略（4分）,（2）图略（1分），（1分）（3 ）能（1分） 例6.（虹口一模）在“验证力的平行四边形定则”的实验中。（1）（多选题）.下列哪些方法可以减小实验误差（）两个分力F1、F2间的夹角要尽量大一些两个分力F1、F2的大小要尽量大一些拉

11、橡皮条的细绳要稍长一些实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻如果共点力 F1、F2的大小均不变，分力 F1固定，分力F2顺时 针转动180。的过程中，F1和F2的合力大小随着它们的夹角e变化的关系如图所示。如果 F2继续转动180。，回到原来位置，试在图 中画出F1和F2的合力大小随着它们的夹角e变化的关系。误差分析见前面，注意合力和分力以及夹角之间的关系，对称图形。（1）BCD（3 分）；（2）如右图（3分，若图线不对称，不能给分）。例8.（崇明一模）“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中 与细绳的结点位置，0B和0C为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。（1

12、 ）图乙中的F与F'两力中，方向一定沿 A0方向的拉力的效果相同注意绳套换成橡皮筋效果一样，都只是起到传递力的作用，不改变力的方向，通过橡皮筋一样可以确定。(1)F'(2 分)，(2)( D ) ( 3 分)课堂练习1. 在“验证力的平行四边形法则”的实验中，如右图所示是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中F是用作图法得到的合力，F，是 通过实验测得的合力，则哪个实验结果是符合实验事实的？（选填“甲”或“乙”）青浦一模第26题甲F 2'勺F 1 F勺F 'F乙2. 在“研究共点力的合成”实验中，需要将橡皮筋的一端固定点在水平木板上，另一端系上两根细绳，细

13、绳的另一端都有绳套.实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮筋.用两个弹簧测 力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的 0点，以下操作中错误的是( )(A) 同一次实验过程中，0点位置允许变动(B) 实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度(C) 实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到0点(D) 实验中，橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上奉贤二模第26题CD3 .如图，在“研究力的合成”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细 绳的另一端都有绳套。实

14、验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。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.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。 其中正确的是。(填入相应的字母)10年奉贤二模第26题 C4. 在“研究共点力的合成”实验中，下列叙述中正确的是：()A. 两次拉橡皮条时，需将橡皮条和细线的结点拉到同一位置，这样做是为了保证两次弹簧秤作用的效果 相同；B. 实验中，用两弹簧秤将橡皮条结点拉到0点时，两弹簧秤之间的夹角应取 90°不变，以便于计算合力的 大小；C. 若橡皮条的拉力是合力，则两弹簧秤的拉力是分力；D

15、. 两弹簧秤的拉力可以比橡皮条的拉力大。普陀第26题 AD5.在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的图示，如图。图上标出了 (填上述字母)不是由弹簧秤直接测得的；比较力 与 点力合成的平行四边行定则得到了验证.在本实验中，下列说法是()(A)即可(B)(C)(D)通过细绳套用一个弹簧秤拉和用两个弹簧秤拉,Fi、F2、F、F'四个力，其中 的大小和方向基本相同，说明共不正确的只要橡皮条伸长相同长度在实验前，一定要将弹簧秤调零实验中，弹簧秤和所拉的绳套一定要和木板平行如果手头只有一个弹簧秤，通过改变方法也可以完成实验F'(1 分)；F F ' (A )崇明二模第27题F

16、26.(多选)在“互成角度的两个共点力的合成”实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡 皮条的另一端拉到某一位置 0点，以下操作中错误的是A. 同一次实验过程中，O点位置允许变动B. 在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C. 实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向, 把橡皮条的结点拉到 O点D. 实验中，把橡皮条的结点拉到奉贤二模第17题ACDo点时，两弹簧之间的夹角应取90°不变，以便于算出合力的大小7橡皮筋的一端固定在 A点，另一端栓上两根细绳，每根细绳分别连着一个 量程为5N、最小刻度为的弹簧

17、测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到 O点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力 计的读数可从图中读出。由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为N和No (只须读到)在答题纸的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。金山二模第16题和注意平行四边形中的实线、虚线的区别和箭头、标度、单位。4-(ECTO&在“互成角度的两个共点力的合成”的实验中，其中的三个实验步骤如下：(1) 在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线；通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，读数F1和F2.(2)

18、 在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F.(3) 只用一测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两测力计拉时相同，记下此时测力计的读数F'和细绳的方向.以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出：(1) .(2) .(3) .(1)未记下细绳方向(2) 应根据F1和F2的大小和方向作图(3)应将橡皮条与细线的结点拉到原位置O点在白纸上记下 O点和两测力计的FiF2F9.在研究“互成角度的两个共点力合成”的实验中，测力时要注意不要让橡皮条、 线与木板，弹簧与外壳发生 ，同时又要保证分力与合力都处在同一个上。实验中在橡皮条结点位置 O保持不变的情况下， 中一个弹簧秤的示数(

19、填“可能不变”在保持两个分力大小不变的条件下，观察不同夹角当两弹簧秤之间夹角e增大时，,“一定改变”，“一定不变”)。e时的合力大小，由数据得到如)t2105642F(牛右图所示的合力 F与两分力间夹角e关系图。则下列说法正确的是(A)合力最大的变化范围是 2NW FW 12N0 075 IT. 5(B) 合力最大的变化范围是 2NW FW 10N(C) 两分力大小分别为 2N和8N(D) 两分力大小分别为 6N和8N杨浦一模第16题 摩擦，水平面，可能不变，D10.如右下图所示，橡皮条的 伸长至E点，A、 的读数不变，当是：使使使使A.B.C.(B的读数变小, B的读数变小, B的读数变小, B的读数变大,O端固定，