《探究兩個互成角度的力的合成規律》力與平衡PPT
第一部分內容：【學習素養•明目標】
科學探究：1.驗證互成角度的兩個力合成的平行四邊形定則.2.進一步使用作圖法求兩個共點力的合力．
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探究兩個互成角度的力的合成規律PPT，第二部分內容：自主預習探新知
一、實驗原理和方法
一個力F′的作用效果與兩個力F1、F2的作用效果都可以使相同的一端固定的橡皮條伸長到同一點O，則F′必與F1、F2的合力_____，以F1、F2為鄰邊作平行四邊形求出合力F，比較F′與F的________，以驗證互成角度的兩個共點力合成時的平行四邊形定則．
二、實驗器材
方木板、白紙、彈簧測力計(兩只)、三角板、刻度尺、圖釘(幾個)、細芯鉛筆、橡皮條、細繩(兩根)等．
三、實驗步驟及數據處理
1．儀器的安裝：用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上，并用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套，如圖所示．
2．操作與記錄
(1)用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結點到達某一位置O，記錄兩彈簧測力計的讀數，用鉛筆描下O點的位置及此時兩細繩套的方向．
(2)用一只彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數和細繩套的方向．
3．作圖與分析
(1)用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩條細繩套方向畫直線，按選定的標度作出這兩只彈簧測力計的讀數F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊，用刻度尺作平行四邊形，過O點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點按同樣的標度沿記錄的方向作出只
用一只彈簧測力計時的拉力F′的圖示，如圖所示．
(3)比較一下力F′與用平行四邊形定則求出的合力F，在誤差允許的范圍內，大小和方向是否相同．
(4)改變兩個力F1與F2的大小和夾角，再重復上述實驗兩次．
四、誤差分析
五、注意事項
1．彈簧測力計的選取方法：將兩只彈簧測力計調零后互鉤水平對拉，若兩只彈簧在對拉過程中，讀數相同，則可選；若讀數不同，應另選，直至相同為止．
2．保證分力與合力作用效果相同的方法：在同一次實驗中，使橡皮條拉長時結點O的位置一定要相同．
3．橡皮條老化的檢查方法：用一個彈簧測力計拉橡皮條，要反復做幾次，使橡皮條拉到相同的長度看彈簧測力計讀數有無變化．
4．彈簧測力計夾角范圍：用兩個彈簧測力計鉤住細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°到120°之間為宜．
5．拉力的選取原則：在不超出彈簧測力計的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當大些．
6．畫力的圖示的注意事項：在同一次實驗中，畫力的圖示選定的標度要相同，并且要恰當選定標度，使力的圖示稍大一些．
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探究兩個互成角度的力的合成規律PPT，第三部分內容：合作探究攻重難
【例1】在做“探究求合力的方法”實驗時：
(1)除已有的器材(方木板、白紙、彈簧測力計、細繩、刻度尺、圖釘和鉛筆)外，還必須有________和________．
(2)要使每次合力與分力產生相同的效果，必須( )
A．每次將橡皮條拉到同樣的位置
B．每次把橡皮條拉直
C．每次準確讀出彈簧測力計的示數
D．每次記準細繩的方向
(3)為了提高實驗的準確性，減小誤差，實驗中應注意些什么？
(4)在“探究求合力的方法”實驗中，某同學的實驗結果如圖所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩結點的位置．圖中________是力F1與F2的合力的理論值；________是力F1與F2的合力的實驗值．通過把________和________進行比較，驗證平行四邊形定則．
[解析](1)根據實驗器材要求可知，還必須有橡皮條和三角板(用來作平行四邊形)．
(2)根據實驗原理知正確選項為A.
(3)實驗中應注意：①選用彈性小的細繩；②橡皮條、細繩和彈簧測力計的軸應在同一平面上，且與板面平行貼近等．
(4)在本實驗中，按照平行四邊形定則作出的合力F為F1與F2的合力的理論值，而用一個彈簧測力計拉時測出的力F′為F1與F2的合力的實驗值．比較F與F′的大小和方向，即可驗證平行四邊形定則．
【例2】某同學在家中嘗試驗證力的平行四邊形定則，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、細繩、白紙、釘子，設計了如下實驗：如圖所示，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，結點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物．
(1)為完成實驗，下述操作中必需的是________．
A．測量細繩的長度
B．測量橡皮筋的原長
C．測量懸掛重物后橡皮筋的長度
D．記錄懸掛重物后結點O的位置
(2)釘子位置固定，欲利用現有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是_____________________________．
[解析](1)必需測量橡皮筋的原長和懸掛重物后橡皮筋的長度，這樣才能確定橡皮筋的伸長量，確定各力的大小，還需記錄懸掛重物后結點O的位置，同時記下三條橡皮筋所在的方向，以便確定各拉力的方向，根據平行四邊形定則作出合力的圖示．因此，必需的操作是B、C、D.
(2)改變條件再次驗證可采用更換不同的小重物的方法．
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探究兩個互成角度的力的合成規律PPT，第四部分內容：課時演練提素養
1．“探究求合力的方法”的實驗原理是等效原理，其等效性是指( )
A．使彈簧測力計在兩種情況下發生相同的形變
B．使兩分力與合力滿足平行四邊形定則
C．使兩次橡皮筋伸長的長度相等
D．使兩次橡皮筋與兩繩套的結點都與O點重合
D [“探究求合力的方法”的實驗中，兩次拉伸橡皮筋時，伸長的長度及伸長的方向均相同，兩分力與合力的作用效果才相同，才具有等效替代關系，因此C錯誤，D正確；實驗過程中，彈簧測力計的拉力的大小和方向是可以改變的，A錯誤；合力與分力間一定滿足平行四邊形定則，不是人為造成的，故B錯誤．]
2．在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細繩，細繩的另一端都有繩套(如圖所示)．實驗中需用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，并互成角度地拉橡皮條．某同學認為在此過程中必須注意以下幾項：
A．兩根細繩必須等長
B．橡皮條應與兩繩夾角的平分線在同一直線上
C．在使用彈簧測力計時要注意使彈簧測力計與木板平面平行
其中正確的是( )
C [該實驗驗證兩個分力的效果等效于其合力的效果，不必要求兩分力等大，故B錯誤；與兩繩長短無關，A錯誤；但需使兩分力與合力在同一平面內，故C正確．]
3．某同學做“探究求合力的方法”實驗時，主要步驟有：
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繩，細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，結點到達某一位置O，記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數；
D．按選好的標度，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，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F′的圖示；
F．比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結論．
上述步驟中：
(1)有重要遺漏的步驟的序號是________和________；
(2)遺漏的內容分別是__________和_____________．
[解析](1)根據“探究求合力的方法”實驗的操作規程可知，有重要遺漏的步驟的序號是C、E.
(2)在C中未記下兩條細繩的方向，E中未說明是否把橡皮條的結點拉到同一位置O.
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