實(shí)驗(yàn)03探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律 1.掌握實(shí)驗(yàn)原理、器材、步驟及注意事項(xiàng).2.理解教材基本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法，并會進(jìn)行誤差分析.3.理解創(chuàng)新和拓展實(shí)驗(yàn)原理并會處理數(shù)據(jù)，進(jìn)行誤差分析．1．實(shí)驗(yàn)原理(1)等效法：一個力F′的作用效果和兩個力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點(diǎn)，所以一個力F′就是這兩個力F1和F2的合力，作出力F′的圖示，如圖所示．(2)平行四邊形定則：根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示．(3)驗(yàn)證：比較F和F′的大小和方向，若在誤差允許的范圍內(nèi)相等，則驗(yàn)證了力的平行四邊形定則．2．實(shí)驗(yàn)器材木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細(xì)繩、彈簧測力計(jì)(2只)、三角板、刻度尺等．3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上，如圖所示．(2)用兩個彈簧測力計(jì)分別鉤住兩個繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一點(diǎn)O.(3)用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F1、F2，利用刻度尺和三角板作平行四邊形，畫出對角線所代表的力F.(4)只用一個彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面實(shí)驗(yàn)中的相同位置O，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F′和細(xì)繩的方向，以同樣的標(biāo)度作出F′的圖示．(5)比較F和F′，觀察它們在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等．4．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，過O點(diǎn)畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示．(2)用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出拉力F′的圖示．(3)比較F與F′是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗(yàn)證平行四邊形定則．5．注意事項(xiàng)(1)彈簧相同：使用彈簧測力計(jì)前，要先觀察指針是否指在零刻度處，若指針不在零刻度處，要設(shè)法調(diào)整指針，使之指在零刻度處，再將兩個彈簧測力計(jì)的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉，兩個示數(shù)相同方可使用．(2)位置不變：在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長時結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同．(3)角度合適：用兩個彈簧測力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時，其夾角不宜太小，也不宜太大，以60°～120°之間為宜．(4)盡量減少誤差：在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)形變應(yīng)盡量大一些；細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向．(5)統(tǒng)一標(biāo)度：在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些．6.對本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)創(chuàng)新的方法常見創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案合力的改進(jìn)：橡皮筋伸長到同一位置→鉤碼(重物)的重力不變分力的改進(jìn)：彈簧測力計(jì)示數(shù)→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(力傳感器,鉤碼的重力))力的大小創(chuàng)新：彈簧測力計(jì)的示數(shù)→橡皮筋長度的變化【典例1】（2022·河北·大名縣第一中學(xué)高三階段練習(xí)）某實(shí)驗(yàn)小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。（1）按照正常實(shí)驗(yàn)操作，圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是___________；（2）某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必須注意以下幾項(xiàng)其中正確的是___________（填入相應(yīng)的字母）A．兩根細(xì)繩必須等長B．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上C．在用兩個彈簧秤同時拉細(xì)繩時要注意使兩個彈簧秤的讀數(shù)相等D．在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行E.在用兩個彈簧秤同時拉細(xì)繩時必須將橡皮條的另一端拉到用一個彈簧秤拉時記下的位置（3）在另一小組研究兩個共點(diǎn)力合成的實(shí)驗(yàn)中，兩個分力的夾角為θ，合力為F，F(xiàn)與θ的關(guān)系圖像如丁圖所示。已知這兩分力大小不變，則任意改變這兩個分力的夾角，能得到的合力大小的變化范圍是___________?！镜淅?】（2022·浙江省衢州市教育局高三階段練習(xí)）在“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中：（1）該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的思想方法是___________；A．等效替代法

B．控制變量法

C．理想模型法（2）某次實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為___________N；（3）該小組的同學(xué)用同套器材做了四次實(shí)驗(yàn)，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O，力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn)，如圖所示。其中對于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是___________。A．B．C．D．【典例3】（2022·吉林·吉化第一高級中學(xué)校高三階段練習(xí)）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖1所示裝置進(jìn)行驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。（1）某次實(shí)驗(yàn)中兩彈簧測力計(jì)拉力及兩個拉力的合力F的示意圖如圖2所示，SKIPIF1<0為一個彈簧測力計(jì)拉橡皮筋時的拉力。如果沒有操作失誤則圖2中的F與SKIPIF1<0兩方中，方向一定沿AO方向的是___________。（2）關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列步驟中必要的是___________。A．同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮筋拉長時，結(jié)點(diǎn)O的位置一定要相同B．實(shí)驗(yàn)前要將兩只彈簧測力計(jì)豎直互鉤對拉，檢查兩彈簧測力計(jì)讀數(shù)是否相同C．兩分力的夾角應(yīng)取90°較好，便于之后運(yùn)算中采用勾股定理以驗(yàn)證平行四邊形定則D．拉力方向應(yīng)與木板平面平行，且兩個分力的值要適當(dāng)大些（3）同學(xué)接著進(jìn)行了如圖3所示的實(shí)驗(yàn)，一豎直木板上固定白紙，白紙上附有角度刻度線，彈簧測力計(jì)a和b連接細(xì)線系于O點(diǎn)，其下端用細(xì)線掛一重物Q，使結(jié)點(diǎn)O靜止在角度刻度線的圓心位置。分別讀出彈簧測力計(jì)a和b的示數(shù)，并在白紙上記錄拉線的方向。則圖中彈簧測力計(jì)a的示數(shù)為___________N；彈簧測力計(jì)a、b均繞O點(diǎn)順時針緩慢轉(zhuǎn)動，且保持兩彈簧測力計(jì)間的夾角不變，直到彈簧測力計(jì)a方向水平為止，此過程中彈簧測力計(jì)a的示數(shù)會___________、彈簧測力計(jì)b的示數(shù)會___________（填“變大”、“不變”、“變小”、“先變大后變小”或“先變小后變大”）?！镜淅?】（2022·福建省漳平第一中學(xué)模擬預(yù)測）如圖為“探究互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，三個細(xì)線套SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，共系于一個結(jié)點(diǎn)，另一端分別系于輕質(zhì)彈簧測力計(jì)A、B和重物M上，A掛于固定點(diǎn)P。手持B拉動細(xì)線，使結(jié)點(diǎn)靜止于O點(diǎn)。（1）某次實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)A的指針位置如圖甲所示，其讀數(shù)為___________N。（2）圖乙中的F與SKIPIF1<0兩力中，方向和細(xì)線PO方向相同的是___________（選填“F”或“SKIPIF1<0”）。（3）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是___________（填字母序號）A．理想實(shí)驗(yàn)法

B．等效替代法

C．控制變量法

D．建立物理模型法【典例5】（2020·吉林·長嶺縣第二中學(xué)高三階段練習(xí)）某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。（1）如果沒有操作失誤，圖乙中的F與SKIPIF1<0兩力中，方向一定沿AO方向的是___________。（2）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是___________（填正確答案標(biāo)號）。A．理想實(shí)驗(yàn)法

B．等效替代法C．控制變量法

D．建立物理模型法（3）下列說法正確的是___________（填正確答案標(biāo)號）。A．拉橡皮條的繩細(xì)一些且長一些B．拉橡皮條時，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)靠近木板且與木板面平行C．同一次驗(yàn)證過程中O點(diǎn)位置應(yīng)相同D．拉力F1和F2的夾角應(yīng)該較?。?）由于實(shí)驗(yàn)室沒有細(xì)繩，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，圖甲中的OB和OC可以用橡皮條代替嗎？___________。（選填“可以”或“不可以”）【典例6】(2022·廣東梅州市高三模擬)某學(xué)生學(xué)習(xí)小組在課外做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)．(1)該實(shí)驗(yàn)需要用到如圖甲所示的彈簧測力計(jì)，并用對拉的方法來選擇兩個彈簧測力計(jì)．有兩種選擇方案，方案一：兩彈簧測力計(jì)豎直懸掛在鐵架臺上對拉，方案二：兩彈簧測力計(jì)置于盡量光滑的水平桌面對拉，下列說法正確的是________．A．彈簧測力計(jì)使用前必須進(jìn)行調(diào)零B．對拉的兩個彈簧測力計(jì)的量程需一致C．若方案一的兩彈簧測力計(jì)讀數(shù)相等，則可正常使用D．若方案二的兩彈簧測力計(jì)讀數(shù)相等，則可正常使用(2)該學(xué)習(xí)小組使用的彈簧測力計(jì)量程為5.00N，將橡皮條一端固定，先用兩只彈簧測力計(jì)將橡皮條另一端拉到某一位置，標(biāo)記為O點(diǎn)、緊靠細(xì)繩標(biāo)記A、B兩點(diǎn)及記錄彈簧測力計(jì)讀數(shù)