20xx滬科版高中物理必修一41怎樣求合力-文庫吧資料
2024-11-25 09:23本頁面
【正文】 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(yīng)注意些什么？ (4)在 “驗證力的平行四邊形定則 ”實驗中，某同學(xué)的實驗結(jié)果如圖 4－ 1－ 5所示，其中 A為固定橡皮條的圖釘， O為橡皮條與細繩結(jié)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． 圖 4－ 1－ 5 解析 ： (1)根據(jù)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(jù)實驗原理知正確答案為 A. (3)實驗中應(yīng)注意：①選用彈性小的細繩；②橡皮條、細繩和彈簧秤的軸應(yīng)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，而用一個彈簧秤拉時測出的力 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． 答案 ：見解析 題后反思 ：在同一次的實驗中，一定要保證兩次接橡皮條時，結(jié)點 O拉到同一位置，畫力的圖示時所選定的標度要相同，并且適當大些． “驗證力的平行四邊形定則 ”的實驗如圖 4－ 1－ 6甲所示，其中 A為固定橡皮筋的圖釘， O為橡皮筋與細繩的結(jié)點， OB和 OC為細繩．圖 4－ 1－6乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖． 圖 4－ 1－ 6 (1)圖乙中的 ________是力 F1和 F2的合力的理論值； ________是力 F1和 F2的合力的實際測量值． (2)在實驗中，如果將細繩也換成橡皮筋，那么實驗結(jié)果是否會發(fā)生變化？答： ________.(選填 “變 ”或 “不變 ”) (3)本實驗采用的科學(xué)方法是 ( ) A．理想實驗法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．建立物理模型法 解析 ： (1)用平行四邊形定則作圖得到的是實驗的理論值，直接測量得到的是實際測量值，故應(yīng)填 F、 F′. (2)細繩的作用是對結(jié)點 O施加不同方向的拉力F F2，用橡皮條拉是一樣的． (3)力的合成與分解就是使用的等效替代法，選項 B正確． 答案 (1)F F′ (2)不變 (3)B 1．作圖法：要選取統(tǒng)一標度，嚴格作出力的圖示及平行四邊形，用統(tǒng)一標度去度量作出的平行四邊形的對角線，求出合力的大小，再量出對角線與某一分力的夾角，求出合力的方向．如求水平向右大小為45 N的力 F1和豎直向上大小為 60 N的力 F2的合力 F，如圖 4－ 1－ 7所示． 兩個力的合成規(guī)律 圖 4－ 1－ 7 圖 4－ 1－ 8 2．計算法：設(shè)力 F F2的夾角為 θ，作出力的合成示意圖 (如圖 4－ 1－ 8)，則 F的大小等于 OC的長度， F的方向與 F1成 α角．由圖可看出 OC是平行四邊 形 OACB的一條對角線， OC又是三角形 OAC的一條邊．可見，一旦作出了力的合成示意圖，就將求解合力的物理問題轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)的幾何問題了，可以利用三角形 OAC的邊角關(guān)系來求解．或者可以將合力與分力直接歸結(jié)到一個三角形中，即力的三角形作圖法：根據(jù)平行四邊形對邊平行且相等的性質(zhì)，力的平行四邊形可以用更簡單的作圖法來代替．在圖 4－ 1－ 9甲中 F是共點力 F1和 F2的合力；如圖 4－ 1－ 9乙所示，把力 F2平移至線段 AC的位置，從 O點出發(fā)，把代表 F1和 F2的有向線段 OA、 AC首尾相接地畫 出來，連接 OC，則從 O指向 C的有向線段就表示合力 F的大小和方向，△ AOC就叫做力的三角形．上述作圖法叫力的三角形法．同理，也可作出如圖 4－ 1－ 9丙所示的力的三角形△ ，兩個力與其合力的圖示必能組成一個封閉的三角形，其中首、尾相接的是兩個分力．反過來說，如果表示三力的有向線段能組成一個封閉三角形，則其中的一力必為首尾相接的二力的合力． 圖 4－ 1－ 9 3．公式法：若兩個分力的大小分別為 F F2，它們之間的夾角為 α，由平行四邊形定則作出它們的合力圖，如圖 4－ 1－ 10所示． θ為合力 F與 F1之間的夾角． 合力的大小： F ＝ F 1 2 ＋ F 2 2 ＋ 2 F 1 F 2 c o s α 合力的方向： t a n θ ＝F 2 s i n αF 1 ＋ F 2 co s α 圖 4－ 1－ 10 4．兩個力的合力的大小范圍是： |F1－ F2|≤ F≤ F1＋ F2 三個力的合力最大值為三個力的大小之和，最小值可
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