力学实验 模型一 探究两个互成角度的力的合成规律 1．实验原理 如图所示，分别用一个力F、互成角度的两个力F1、F2，使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，根据合力的定义，F为F1和F2的合力，作出力F及F1、F2的图示，分析F、F1和F2的关系。 2．实验器材 方木板，白纸，弹簧测力计(两个)，橡皮条，小圆环，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(若干)，铅笔。 3．实验步骤 (1)装置安装：在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的原长为GE。 (2)两力拉：如图乙，在小圆环上系上两个细绳套，用手通过两个弹簧测力计互成角度地共同拉动小圆环，小圆环处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。用铅笔描下O点位置、细绳套的方向，并记录两弹簧测力计的示数F1、F2。 (3)一力拉：如图丙，改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点，记下细绳套的方向和弹簧测力计的示数F。 (4)重复实验：改变拉力F1和F2的大小和方向，重复做几次实验。 4．数据处理 (1)用铅笔和刻度尺从点O沿两细绳套的方向画直线，按选定的标度作出F1、F2和F的图示。 (2)以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线代表的力记为F′，如图丁。 (3)分析多次实验得到的多组数据，比较F与F′在误差允许的范围内是否完全重合，从而总结出两个互成角度的力的合成规律：平行四边形定则。 5．注意事项 (1)弹簧相同：使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要设法调整指针，使它指在零刻度处，再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，两个测力计的示数相同方可使用。 (2)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时小圆环的位置一定要相同。 (3)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～120°之间为宜。 (4)尽量减少误差：在合力不超出弹簧测力计的量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。 (5)统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。 【例题精讲】 1．某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图（a）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（b）是在白纸上根据实验画出的图。 （1）如果没有操作失误，图（b）中的F与F'两个力方向一定沿AO方向的是 F′ （选填“F”或“F′”）； （2）在某次实验中，其中一弹簧测力计的指针如图（c）所示，则其示数为 1.60 N； （3）关于此实验下列说法正确的是 BC （多选）。 A.橡皮筋的拉力就是两弹簧测力计拉力的合力 B.拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些 C.拉橡皮筋时弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行 D.若弹簧测力计的外壳与木板产生摩擦，则所测拉力变小 【答案】（1）F'； （2）1.60； （3）BC。 【解析】解：（1）图（b）中的F与F′两力中，F是理论值，F'是实验值，故方向一定沿AO方向的是F'； （2）该弹簧测力计分度值是0.1N，则其读数为1.60N； （3）A.两弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，故A错误； B.拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，可以减小方向的相对误差，故B正确； CD.实验中，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行，弹簧测力计的外壳与木板产生摩擦，不会改变测力计示数，故C正确，D错误； 故选：BC。 故答案为：（1）F'； （2）1.60； （3）BC。 2．某实验小组采用如图甲所示装置探究“两个互成角度的力的合成 ... ...
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