探究求合力的方法——平行四边形定则

探究求合力的方法——平行四边形定则编制人:审核人：高一物理组领导签字---------------【学习目标】1．会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向．2．探究求合力的方法．【学习重难点】掌握力的平行四边形定则【自主学习】1、思考与讨论在图3.4-1中，假如这桶水的重量是200牛，两个孩子合力的大小一定也是200牛。现在的问题是：如果两个孩子用力的大小分别是F1和F2，F1和F2两个数值相加正好等于200牛吗？⑴思考课本P.62“思考与讨论”，分析这两个力合成是这两个力直接相加吗？2、怎样求合力呢？我们先来看一个演示实验.（用两只弹簧秤成一定角度提起一个重物，分别读一下两只弹簧秤的读数.然后用一只弹簧秤提起这个物体，看这时弹簧秤的读数）学生需要仔细观察读数提问：（1）看一下两只弹簧秤的示数之和是不是等于一只弹簧秤的读数.（2）力的合成并不是简单地相加减.那么它们之间的关系到底是怎样的呢?3、实验过程⑴实验仪器：方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度尺、图钉⑵实验步骤(参照课本P.62图3.4-2)①在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好.②用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的G点（G点的位置应该靠近顶端中点），在橡皮筋的另外一端拴上轻质小圆环，小圆环上拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套.③用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，小圆环到某一位置Ｏ.④用铅笔记下Ｏ的位置和两条细绳的方向，记录：____________________、____________________、____________________。⑤用铅笔和三角板在白纸上从Ｏ点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力Ｆ1和Ｆ2的图示.⑥只用一只弹簧秤，通过细绳把小圆环拉到相同的位置Ｏ点，记录：____________________、____________________，按同一标度作出这个力Ｆ的图示.⑦探究这三个力的大小及方向的关系.4平行四边形定则：__________________________________________________________________________________________________________________。平行四边形定则是矢量运算的普遍法则。5（1）该实验依据的原理是什么？力的作用效果有几种？该实验利用了力的哪种作用效果？为什么不利用其它作用效果？（2）做出F1、F2和F的力的图示，F是不是F1、F2之和？三个力满足什么关系？⑶这个实验中一个力与两个力等效的标志是什么？这体现着力的什么特性？（4）合力与分力处于平行四边形的什么位置？平行四边形有两条对角线，合力在哪一条上？你能用语言描述合力与分力的关系吗？⑶注意事项:①同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是:将两只弹簧秤钩好后对拉，若两只弹簧秤在拉的过程中，读数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，使用时弹簧秤与板面平行.②在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差.③画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外.要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力.④在同一次实验中，小圆环O位置一定要相同.⑤由作图法得到的F和实际测量得到的F′，不可能完全符合，但在误差允许范围内可认为F和F′符合.6、典型例题例题一：在互成角度的两个力的合成实验中，某同学根据实验数据画出了下图，则其中由实验操作测得的数据有（）A．F1B．F2C．FD．F′例题二：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0.1N的弹簧测力计，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。⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为N和N。（只须读到0.1N）⑵在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。34O例题三(2010·宁波检测)“探究求合力的方法”的实验如图实－3－3甲所示，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．图实－3－3乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图．（1)图乙中的__________是力F1和F2的合力的理论值；________是力F1和F2的合力的实际测量值．(2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：________.(选填“变”或“不变”)(3)本实验采用的科学方法是()A．理想实验法B．等效替代C．控制变量法D．建立物理模型法【随堂练习】1．在“验证力的平行四边形定则”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(如右图所示)．实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()2．探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指()A．使两分力与合力满足平行四边形定则B．使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合C．使两次橡皮筋伸长的长度相等D．使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变3．下图甲为“探究求合力的方法”的实验装置．(1)下列说法中正确的是________．A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为________N.4、做“验证力的平行四边形定则”的实验，在水平放置的木板上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板的A点，橡皮条的另一端拴上两细绳套，如图实－2－6所示，两个弹簧测力计分别钩住细绳套，图实－2－6互成角度拉橡皮条使之伸长，到达某一位置O时需记下________、______，描下________，再用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长，使结点到达位置________，再记下________．5、如图实－2－7所示是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果，若用F表示两个分力F1、F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，则可以判断________(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的．图实－2－7以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。NurfürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'étudeetlarechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales.仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。толькодлялюдей,которыеиспользуютсядляобучения,исследованийинедолжныиспользоватьсявкоммерческихцелях.Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse