第三节力的等效和替换VIP免费

§3.3验证力的平行四边形定则东源中学李梦验证力的平行四边形定则1、实验目的2、实验原理3、实验器材4、实验操作步骤5、实验数据处理6、误差分析及注意事项7、结论教学目标【回顾1】如何画力的图示？【回顾2】什么是合力？复习回顾：【问题】既然F与F1、F2作用的效果相同，可以相互替代,那么合力F大小与两分力F1、F2的大小有什么关系?两个分力的合力大小是把两个分力的大小相加吗？1、物体受到两个力F1、F2的作用，F1=3N，F2=4N。求这两个力的合力F合。（1）F1和F2方向均水平向右？（2）F1水平向左，F2水平向右？（3）F1竖直向上，F2水平向右？随堂练习两个分力在同一条直线上：F1F2F合F1F2F合F同向=F1+F2F反向=F1-F2方向与较大的那个力的方向相同2、学生自主实验探究：互成角度的二力的合成实验目的：寻找互成角度的二力的等效力方木板一个、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、图钉几个实验器材：实验原理（等效法）：橡皮条一端固定，两个力F1、F2共同作用使橡皮条另一端点伸长到O，用一个力F作用也使橡皮条伸长到结点O，这一个力F就是前两个力F1和F2的合力。作出F的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F′的图示，比较F和F′是否相同。实验动画演示oF=6NF=8NF=10N2N①把方木板平放在桌面上，用图钉把白纸钉在木板上。②用图钉把橡皮筋的一端固定在Ａ点，另一端拴上两个细绳套。③用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋的结点伸长到某一位置Ｏ，并用铅笔描下结点Ｏ的位置、细绳的方向，并记录下弹簧秤的示数F1、F2④只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮筋的结点拉长到Ｏ点，用铅笔描下细绳的方向，记录下弹簧秤的示数F'⑤按选定的标度作出两只弹簧秤拉力F1、F2的图示，并作出F1、F2的合力F的图示。按选定的标度作出F的图示。实验步骤：注意事项1.实验时，弹簧秤必须保持与木板平行，且拉力应沿轴线方向，以减小实验误差.测量前应首先检查弹簧秤的零点是否准确,注意使用中不要超过其弹性限度，弹簧秤的读数应估读到其最小刻度的下一位。弹簧秤的指针，拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦。2.在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过其弹性限度的条件下，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图。4.在同一次实验中,橡皮条拉长的结点O位置一定要相同。5.由作图法得到的F和实验测量得到的F′不可能完全符合,但在误差允许范围内可认为是F和F′符合即可。探究所得结论：F1F2F合合力与分力在几何上成平行四边形关系。分力为平行四边形的两边，合力则为该两边所夹的平行四边形的对角线。平行四边形法则应用于合力和分力的计算，也可用于其它矢量的合成与分解的计算。实验探究1实验作图和误差分析例1:李明同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图甲所示．甲乙(1)试在图甲中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力．(2)(多选)有关此实验，下列叙述正确的是．A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)图乙是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？(力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示)答：(4)在以上实验结果比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)答：【答案】(1)如图所示(2)AC(3)张华做的符合实验事实(4)F2的大小比真实值偏小且方向比真实值方向偏左，作图时两虚线分别与F1线和F2线不严格平行.