實驗3探究求合力的方法(必考)考綱解讀(1)知道什么是等效替代法。(2)能用作圖法驗證互成角度的兩個力合成時遵守平行四邊形定則。 1.誤差來源除彈簧測力計本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等。2.減小誤差的方法(1)結(jié)點O定位O點時要力求準(zhǔn)確。同一次實驗中橡皮條拉長后的O點必須保持不變。(2)拉力用彈簧秤測拉力時要使拉力沿彈簧秤軸線方向。應(yīng)盡量使橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。兩個分力F1、F2間的夾角不要太大或太小。(3)作圖在同一次實驗中，選定的比例要相同。嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力?？键c一實驗原理及實驗操作操作不忘“三”“二”“一”用兩個彈簧秤拉橡皮條時的“三記錄”(記錄兩彈簧秤示數(shù)、兩細(xì)繩方向和結(jié)點O的位置)，用一個彈簧秤拉橡皮條時的“二記錄”(記錄彈簧秤示數(shù)和細(xì)繩方向)及“一注意”(結(jié)點O的位置必須在同一位置)等。1.(1)在“探究求合力的方法”實驗中，我們需要對使用的兩只彈簧測力計進(jìn)行校對，看兩只彈簧測力計是否完全相同，校對的方法是_(填正確答案標(biāo)號)。A.看兩只彈簧測力計的外形是否一樣，是否由同一廠家生產(chǎn)B.把兩只彈簧測力計的鉤子互鉤著水平地拉動，看兩者示數(shù)是否完全相同C.把兩只彈簧測力計的鉤子互鉤著一上一下豎直地拉動，看兩者示數(shù)是否完全相同D.把兩只彈簧測力計的鉤子互鉤著，任意地拉動，看兩者示數(shù)是否完全相同(2)在“ 探究求合力的方法”實驗中，下列做法有利于減小誤差的是_(填正確答案標(biāo)號)。A.F1、F2兩個力的夾角盡可能大一些B.F1、F2兩個力越大越好C.在拉橡皮條時，彈簧測力計的外殼不要與紙面接觸，產(chǎn)生摩擦D.拉力F1、F2的方向應(yīng)與紙面平行，彈簧及鉤子不與彈簧測力計的外殼及紙面接觸，產(chǎn)生摩擦解析(1)考慮到重力的影響，兩只彈簧測力計校對的方法是，把兩只彈簧測力計的鉤子互鉤著水平地拉動，看兩者示數(shù)是否完全相同，故B正確，A、C、D錯誤。(2)畫平行四邊形時，夾角稍大畫出的平行四邊形就會準(zhǔn)些，但不是夾角越大越好，如果夾角很大可能使合力很小，作圖法求得的合力誤差會較大，A錯誤；數(shù)據(jù)處理時我們需要畫出力的大小和方向，所以力要適當(dāng)大些可減小測量誤差對實驗的影響，但是并非越大越好，如果太大可能導(dǎo)致合力太大，只用一只彈簧測力計拉時，量程不夠，B錯誤；彈簧測力計的外殼與紙面接觸沒有影響，只要彈簧不與外殼摩擦即可，C錯誤；在白紙中作圖時，作出的是水平力的圖示，若拉力傾斜，則作出圖的方向與實際力的方向有較大差別，再者由于摩擦測得的力的大小也不準(zhǔn)，故為了減小因摩擦造成的誤差，應(yīng)使各力盡量與木板面平行，D正確。答案(1)B(2)D2.某同學(xué)做“探究求合力的方法”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點，OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。(1)如果沒有操作失誤，圖乙中的F與F兩力中，方向一定沿AO方向的是_。(2)本實驗采用的科學(xué)方法是_。A.理想實驗法 B.等效替代法C.控制變量法 D.建立物理模型法(3)實驗時，主要的步驟是：A.在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；C.用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)某一位置O，記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)；D.按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；E.只用一只彈簧測力計，通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個力F的圖示；F.比較F和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論。上述步驟中，有重要遺漏的步驟的序號是_和_；遺漏的內(nèi)容分別是_和_。解析(1)由一個彈簧測力計拉橡皮條至O點的拉力一定沿AO方向；而兩根彈簧測力計拉橡皮條至O點的拉力，根據(jù)平行四邊形定則作出兩彈簧測力計拉力的合力，由于誤差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F。(2)一個力的作用效果與兩個力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替代，故B正確。(3)根據(jù)“探究求合力的方法”實驗的操作規(guī)程可知，有重要遺漏的步驟的序號是C、E。在C中未記下兩條細(xì)繩的方向，E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O。答案(1)F(2)B(3)CEC中應(yīng)加上“記下兩條細(xì)繩的方向”E中應(yīng)說明“把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O”3.在“探究求合力的方法”實驗中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點，兩個細(xì)繩套系在橡皮條的另一端。用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示。請將以下的實驗操作和處理補充完整：用鉛筆描下結(jié)點位置，記為O；記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個點，用刻度尺把相應(yīng)的點連成線；只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點仍拉到位置O，記錄測力計的示數(shù)F3，_；按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3；根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F；比較_的一致程度，若有較大差異，對其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實驗。解析此步驟中應(yīng)記錄此時拉力的大小和方向，結(jié)合的操作，中橫線應(yīng)填寫：沿此時細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點，用刻度尺把這些點連成直線。要探究求合力的方法，需要比較F與F3的大小，方向是否一致，故中橫線應(yīng)填寫F和F3。答案沿此時細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點，用刻度尺把這些點連成直線F和F3考點二數(shù)據(jù)處理1.在“探究求合力的方法”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，先用一個彈簧秤拉橡皮條的另一端到某一點并記下該點的位置；再將橡皮條的另一端系兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套，用兩個彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條。某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了如圖所示的兩個已知力F1和F2，圖中小正方形的邊長表示2 N，兩力的合力用F表示，F(xiàn)1、F2與F的夾角分別為1和2，關(guān)于F1、F2與F、1和2關(guān)系正確的有_(填正確答案標(biāo)號)。A.F14 N B.F12 NC.160° D.1<2解析以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，如圖所示，其對角線表示合力F，由圖可知，F(xiàn)14 N，F(xiàn)12 N，145°，1>2，所以選項B正確。答案B2.如圖甲是“探究求合力的方法”的實驗裝置。實驗操作如下：(1)彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細(xì)線掛一重物M，測量_并記錄為F。(2)彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點，手持另一端水平向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置(如圖甲)，此時需記下結(jié)點O的位置和兩測力計的示數(shù)F1、F2以及_。(3)某同學(xué)已在圖乙紙上作出F1、F2的圖示，請根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1、F2的合力F。(4)改變兩細(xì)線的夾角，重復(fù)做幾次實驗。若F的方向近似在_方向上，且大小近似等于F，則平行四邊形定則得以驗證。解析(1)兩個彈簧測力計的合力等于懸掛重物的重力，需要先測量出懸掛重物M的質(zhì)量，便于求出該重物的重力。(2)記錄下細(xì)線Oa、Ob、Oc的方向作為兩個彈簧測力計拉力和懸掛重物重力的方向。(4)F方向與懸掛重物的重力方向應(yīng)該在同一直線上，即豎直方向。答案(1)M(重物)的重力(2)細(xì)線Oa、Ob、Oc的方向(或三段細(xì)線的方向)(3)如圖所示(4)豎直考點三實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新1.(2017·浙江模擬卷7)在豎直平面內(nèi)，將小圓環(huán)掛在橡皮條的下端，橡皮條的長度為GE。用兩個彈簧測力計拉動小圓環(huán)到O點，小圓環(huán)受到作用力F1、F2和橡皮條的拉力F0，如圖所示。(1)此時要記錄下拉力F1、F2的大小，并在白紙上記錄_，以及O點的位置。(2)實驗中，不必要的是_。A.選用輕質(zhì)小圓環(huán)B.彈簧測力計在使用前應(yīng)校零C.撤去F1、F2，改用一個力拉小圓環(huán)，仍使它處于O點D.用兩個彈簧測力計拉動小圓環(huán)時，要保持兩彈簧測力計相互垂直(3)圖中F是用一個彈簧測力計拉小圓環(huán)時，在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖示。F與F中，方向一定沿GO方向的是_。解析(1)力是矢量，既有大小，又有方向，因此除了需要記錄拉力F1、F2的大小，還要記錄這兩個力的方向。(2)本實驗的目的是探究求合力的方法，因此應(yīng)是任意情況下的兩個力與合力的關(guān)系，故選項D錯誤；選用輕質(zhì)小圓環(huán)是為了減小水平方向偏移的誤差；合力與分力之間是等效替代的關(guān)系，撤去F1、F2，改用一個力拉小圓環(huán)，仍使它處于O點，以確保等效；彈簧測力計在使用前校零，是為了使讀數(shù)準(zhǔn)確，故選項A、B、C是必要的。(3)當(dāng)用一個彈簧測力計拉小圓環(huán)時，因圓環(huán)為輕質(zhì)小圓環(huán)，故彈簧測力計的拉力與橡皮條的拉力平衡，其方向一定與橡皮條的拉力方向相反，即一定沿GO方向的是F。答案(1)兩個力的方向(2)D(3)F2.某同學(xué)在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物。 (1)完成該實驗，下述操作中必需的是_。 A.測量細(xì)繩的長度B.測量橡皮筋的原長C.測量懸掛重物后橡皮筋的長度D.記錄懸掛重物后結(jié)點O的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是_。 解析(1)三條相同的橡皮筋，具有相同的勁度系數(shù)，故三條橡皮筋的形變量的大小關(guān)系代表了三條橡皮筋承受的力的大小關(guān)系，故必需B、C項；A、B兩點固定，O點的位置則決定了三個力的方向(因繩中的力恒沿繩的方向)，故必需D項。 (2)最簡便的方法是：更換不同的小重物。若沒有“釘子位置固定”的話，改變A、B釘?shù)奈恢靡嗫伞?答案(1)BCD(2)更換不同的小重物 8