2.2 探究两个互成角度的力的合成规律

2.2学生实验

探究两个互成角度的力的合成规律教学目标情境引入实验探究交流讨论拓展延伸1.通过实验，理解合力、分力、力的合成、力的分解等概念，掌握力的平行四边形定则

2.探究分力与合力的关系，加强对等效替代法的理解与运用

3.经历实验探究过程，培养学生的操作能力，基于测量进行规律探索，提升归纳总结能力

4.培养学生实事求是的科学态度，激发探索与创新的意识教学目标情境引入——被“绑架”的玩偶现象：两种情况中玩偶均静止在空中

实验1：受到两个斜向上的拉力

实验2：受到一个竖直向上的拉力

思考：为什么两种情况中同一个玩偶均静止在空中？——受力分析情境1中的两个力的作用效果等于情境2中一个力的作用效果力的合成如果一个力F单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，我们就将力F称为这几个力的合力，这几个力称为力F的分力。求几个已知力的合力F的过程，称为力的合成。力的合成

有规律吗？探究方案与设计：

互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果，用平行四边形画出F1、F2的合力F，判断F与F′在实验误差允许范围内是否相同。

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、铅笔实验探究——探究两个互成角度的力的合成规律1.实验准备：用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端有两个细绳套。2.分力的确定：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O。用铅笔记录结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数。3.实际合力F′的确定：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O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向。

4.改变两个弹簧测力计拉力的大小和方向，再重复实验两次。实验探究——探究两个互成角度的力的合成规律利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则利用作图找到合力F，利用相同的标度作出拉力F'的图示。比较F与F'是否完全重合，总结两个互成角度的力的合成规律。数据处理与分析经过实验探究，互成角度的两个力的合成遵循什么规律?

（1）为什么两次都要将橡皮条的结点拉到同一个位置O？这体现了什么科学方法？

（2）弹簧测力计的使用需要注意哪些事项？（可以从调零、读数、量程等角度展开分析）

（3）用两个弹簧测力计勾住细绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角多大为宜?

（4）分析产生误差的原因并提出减小实验误差的建议。交流讨论实验优化？（2022·辽宁·模拟预测）某同学用图甲所示装置做“探究求合力的方法”实验。其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。

（1）要减小实验误差，下列措施可行的是（）

A．两个分力F1、F2的大小要适当大些

B．两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些

C．拉橡皮筋的细绳要细些且要稍短一些

D．标记细绳方向的点要尽量离结点近些

拓展延伸——模拟预测（2）若实验中弹簧测力计的量程均为5N，某次实验用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，两个绳套间的夹角为60°，两弹簧测力计的示数恰好均如图乙所示，弹簧测力计的示数为________N，你认为这次操作____________（填“合适”或“不合适”），原因是______________________________________________。

（3）某次实验的结果如图丙所示，这次实验F1、F2刚好垂直，若在图丙所示的实验结果中，保持结点的位置F2的方向不变，将两个