高中物理 力的合成实验
高中物理新分组实验报告
实验名称：探究力的合成与分解实验目的：1. 了解力的合成与分解的基本原理。
2. 通过实验验证力的平行四边形法则。
3. 培养学生的实验操作能力和科学探究精神。
实验器材：1. 弹簧测力计2. 细绳3. 坐标纸4. 直尺5. 白纸6. 铅笔实验原理：力的合成与分解是力学中的基本概念。
力的合成是指将多个力合成一个力的过程，而力的分解是指将一个力分解为多个力的过程。
在力学中，力的合成与分解遵循平行四边形法则。
即，若有两个共点的力F1和F2，它们合成的力F可以用平行四边形法则来表示，即以F1和F2为邻边作平行四边形，则对角线F即为合力的方向和大小。
实验步骤：1. 将细绳一端固定在墙上，另一端系上弹簧测力计。
2. 将弹簧测力计沿水平方向拉出，记录弹簧测力计的读数F1。
3. 在细绳的另一端再系上另一个弹簧测力计，拉出相同的角度，记录弹簧测力计的读数F2。
4. 将两个弹簧测力计的读数分别标记在坐标纸上，并画出两个力的方向。
5. 以F1和F2为邻边，在坐标纸上画出平行四边形。
6. 将平行四边形的对角线延长，使其与坐标纸边缘相交，标记交点为O。
7. 用直尺连接F1和O点，再连接F2和O点，画出两个力的合力的方向。
8. 用直尺连接两个力的合力的方向和F1、F2的方向，形成一个新的平行四边形。
9. 将新平行四边形的对角线延长，使其与坐标纸边缘相交，标记交点为P。
10. 用直尺连接F1和P点，再连接F2和P点，画出两个力的分解力的方向。
11. 用直尺连接两个力的分解力的方向和F1、F2的方向，形成一个新的平行四边形。
12. 将新平行四边形的对角线延长，使其与坐标纸边缘相交，标记交点为Q。
13. 用直尺连接F1和Q点，再连接F2和Q点，画出两个力的分解力的方向。
14. 将F1、F2的分解力的方向与F1、F2的方向分别画成箭头，并标注力的大小。
实验结果：1. 通过实验，我们得到了两个力的合力的方向和大小。
2. 通过实验，我们得到了两个力的分解力的方向和大小。
力的合成实验说课稿
力的合成说课稿阜阳市红旗中学付裕今天我说课的内容是探究力的合成法则，这是高中物理人教版必修一第三章第四节的内容,我将从以下几个方面对本节课进行阐述一、教材分析在本节内容之前学生已经接触到位移等矢量，但是具体矢量的运算法则并没有探究，而矢量的运算又是高中物理重要的内容,本节课的就是为了解决这个问题,二、学情分析学生在初中阶段只学习在同一条直线上两个力的合成，代数和的运算已在学生大脑中形成定势，如何打破这个思维定势以及打破思维定势后,通过探究形成新获得新的思维和解决问题的方法.这是本节课的主要任务三、教学目标知识与技能1.熟练并正确使用弹簧测力计和刻度尺等实验仪器，并能够对实验仪器测量的结果正确读数2.规范的实验操作和合理的实验数据处理过程与方法在实验探究过程中培养学生实验的设计能力，应用数学知识解决物理问题的能力情感态度与价值观通过探究，激发学生的学习兴趣，培养合作精神，感受客观自然科学的严谨性，养成事实求是的科学态度。
四、教学重点、难点1.重点：实验方案的设计和实验探究过程2.难点：实验探过程中的数据处理五、教学过程引入新课：问题引入:同学们知道1+1=2,那么我们所学过的合力大小等于分力的大小之和吗?新课教学演示实验: 请同学们观察用一个弹簧测力计悬挂一个重物,静止时读出示数,再用两个弹簧测力计在同一竖直平面内同时拉着重物,静止时读出示数,比较合力与分力的大小之和的关系?让学生观察比较得出结论:显然合力的大小并不等于分力的大小之和问题:那么合力与分力大小满足的是什么样的运算关系?带着这个问题进入今天的物理课堂实验探究请同学们利用实验器材设计合理的实验方案来研究合力与分力的运算关系.在设计之前请同学们思考以下三个问题.1.如何确定合力与分力?(针对这个问题,引导学生利用好合力与分力的等效性去处理)2.如何测量记录合力与分力的大小和方向?(设置这个问题是为了让学生更好的利用好弹簧测力计.细线.白纸等测量工具)3.如何分析处理数据?(这是本节课的难点)接下来给同学们5分钟的时间设计实验方案,教师对学生方案设计进行科学性与合理性的评价,确定实验方案后,指导学生进行实验探究.根据以往教学实际,学生可能会出现画力的方向不合理等各种才问题,所以实验进行中,教师要巡回指导.在实验结束后,就触及到了本节课的难点,如何分析处理数据?给学生两三分钟的时间,这时可能有学生意识到用力的图示去把力表示出来.教师要给予充分的肯定, 因为这是本节课的关键,正是因为这一点才能实现把力由数到形的转换,然后引导学生规范作出力的图示,此时新的问题出现了,我们由力的图示又能得到什么呢?这时可以引导学生尝试将三个力的图式的末端连起来. 学生能观察到这是个四边形,甚至有学生会猜想到这是个平行四边形,这时引导学生思考,如何知道这个四边形是不时平行四边形呢,在数学中证明一个四边形是平行四边形有很多方法,在本节课我们不妨引导学生将表示两个分力的有向线段为邻边作平行四边形,观察两个四边形是否重合,从而得出力的运算遵守平行四边形定则,至此,本节课的主要任务已经完成.小结:通过将力转换成有向线段,将抽象的物理问题转换成形象的数学问题,实现了将合力与分力的关系用平行四边形表示,是本实验的设计思想.通过展示学生实际操作的结果,两个四边形可能很接近,可能我们的猜想就是真相,但是并不能通过我们这样一两次简单的实验就能得出结论.然而以此结论为基础,推出新的结果能发现与事实是一致的,这样才能说明我们的结论是正确的.至此,本节课的任务就完成了。
第18讲 力的合成实验、力的正交分解法——2022年【衔接教材】初高中物理完美衔接(解析版)
第18讲力的合成实验、力的正交分解法一、实验原理1．合力F′的确定：两个力F1、F2共同作用，能把橡皮条末端小圆环拉到某点，一个力F′也可以把橡皮条末端的小圆环拉到同一点，则F′与F1和F2共同作用的效果相同，则F′是F1和F2的合力．2．合力理论值F的确定：根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，求出合力的理论值F.3．在实验误差允许的范围内，比较F′和F是否大小相等、方向相同．二、实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳、轻质小圆环、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔．三、实验步骤1．在方木板上用图钉固定一张白纸，如图1甲所示，用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A点，在橡皮条的另一端挂上轻质小圆环．图12．用两个弹簧测力计分别钩住小圆环，互成角度地拉橡皮条，将小圆环拉到某位置O，用铅笔描下小圆环O的位置和拉线的方向，并记录两弹簧测力计的读数．3．用一个弹簧测力计拉橡皮条，将小圆环拉到同一位置O，记下弹簧测力计的读数和拉线的方向．4．如图乙所示，利用刻度尺和三角板，按适当的比例作出用两个弹簧测力计拉时的拉力F1和F2的图示以及用一个弹簧测力计拉时的拉力F′的图示，以F1、F2为邻边画出平行四边形，并画出对角线F.5．比较F与F′的大小和方向，看它们在实验误差允许范围内是否相同，从而验证平行四边形定则．四、注意事项1．弹簧测力计使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校零．2．被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动小圆环时弹簧不可与外壳相碰或摩擦．3．在同一次实验中，小圆环的位置O一定要相同．4．在具体实验时，两分力F1和F2间夹角不宜过大，也不宜过小，以60°～120°之间为宜．5．读数时应正视、平视刻度．6．使用弹簧测力计测力时，读数应适当大些，但不能超出它的测量范围．例题1.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,把橡皮条一端固定于P点,另一端(自由端)通过细绳套连接两个弹簧测力计a、b,并将该端拉至O点,如图所示。
高中物理精品课件：力的合成实验
分力F1
分力F2
实验 探究求合力的方法
实验目的: • 探究求合力的方法 实验原理: • 一 果个 都力 是F让′同的一作条用一效端果固和定两的个橡力皮F1条、伸F2长的到作同用一效
点 力 F2和,F所 的F的以图;力示大F.小′再和作就方是出向这力有两F1何和个关F力2 系F的1和 .图F示2的,比合较力,F作1、出 实验器材: • 方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮
• ３.只用一只弹簧秤钩住一根细绳，使橡皮条的结点 Ｂ拉伸长到同样的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的 方向.
• ４.选定一个合适的标度，用力的图示法画出F1、F2、F。 • 5.寻找三个力之间的关系？
注意事项：
• 1.使用弹簧秤前，应先调节零刻度，使用时 不超量程,拉弹簧秤时,应使弹簧秤与木板平行. • 2.在同一次实验中,橡皮条伸长时的结点位置 要相同. • 3.被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致,拉
F1 F
0 F2
两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻 边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表 合力的大小和方向。这个法则叫做平行四边形定则。
平行四边形定则不只适用于力的合成，还适用 于其它矢量的合成，如：位移、速度、加速度等。
动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦.
误差分析：
1.结点O的位置记录不准 2.两个测力计的方向记录不准确,两点远些 3 .读数误差读数，两拉力F1和F2夹角不宜过
小,两拉力适当大些，时应正对、平视刻度. 4.两力的夹角不宜过小 5 . 作图比例不恰当造成作图误差.
➢平行四边形定则
求几个力的合力叫做力的合成
生活中的现象……
几个力作用于 物体时，是可以和 一个力或者另外的 几个力效果相同的。
高中物理教案：力的合成与分解的实验验证
高中物理教案：力的合成与分解的实验验证力的合成与分解的实验验证引言：力是物理学中的基本概念，我们在日常生活中处处都可以感受到力的存在和作用。
本篇教案将重点介绍力的合成与分解，并提供相应实验验证方法，通过实际操作，让学生深入理解这一物理现象。
一、力的合成1. 定义力的合成是指多个向量合成为一个新向量的过程。
在空间几何上，将各个向量按照大小和方向排列起来，最终得到一个新的合成向量。
2. 实验步骤及要求（1）准备材料：紧凑、光滑且无斜面的木块、两个弹簧测力计、指南针等。
（2）构造三角形：在平滑的水平桌面上固定木块，在其顶端放置一张纸片，并夹住木块底部以确保其稳定。
（3）测量角度：使用指南针或直尺等工具，在纸片上绘制一个角度为45°或其他适当数值的线段作为第一个力F1所代表的方向。
（4）加载测力计：将弹簧测力计A固定在F1所代表方向上，将其它端点连接到木块上。
此时读取F1对应的刻度值F1。
（5）测量合成力：将第二个力F2所代表的方向确定为与纸片上的线段平行且长度适当，将弹簧测力计B固定在F2所代表方向上，将其它端点连接到木块上。
读取F2对应的刻度值F2。
（6）计算合成力：按照准确比例绘制一条新线段作为合成力图示，在该线段上标出与实际读数相等的刻度值，并观察线段尾部与两个力原始方向之间夹角。
3. 实验结果分析根据实验结果，可以发现实验测得的合成力与理论计算结果较为接近。
随着每次实验数据积累的增加，学生可以将多组数据进行比较和分析，以验证不同合成条件下对于合成力大小和方向较真实情况的准确性。
二、力的分解1. 定义力的分解是指一个复杂而有规律性地作用在物体上或沿特定轴线产生效果的过程。
通过分解一个复杂问题为若干简单问题来研究物体受到各个方向上力的作用。
2. 实验步骤及要求（1）准备材料：一块斜面板、一根绳索、重物等。
（2）建立斜面：将斜面垂直放置并稳定固定在水平面上，即可得到一个线段。
（3）建立分解线段：从斜面顶端向下延伸画出一个长度适当的线段，标记为力F。
关于力的合成演示实验的思考
关于力的合成演示实验的思考一、力的合成演示实验存在问题及其分析在“力的合成”教学中，为了使学生理解合力与分力的等效关系，教师要做一个演示实验以达到直观效果。
我校原来的演示实验器材是一个木板上面贴有白纸（以作图使用），木板边上又固定3个定滑轮（以挂钩码使用）。
用此装置演示力的合成实验的可视性效果比较好，但也存在以下问题：1．此装置只能演示水平方向的力的合成。
2．弹簧与木板间有摩擦，对实验结果有影响。
3．挂上钩码后整个装置向右下倾斜，要一边讲解一边扶住装置，影响演示效果。
为了使教师上课轻松实验，又不减实验效果，且使学生看得更清楚，我用一些轻便的器材，设计了一套新的实验装置，有效地解决了传统实验装置中的不足．二、力的合成演示实验的改进措施改进后的实验装置如图，用了三个磁铁直接吸在黑板上。
1．左面的磁铁上面可以拴橡皮条，由于我在磁铁上面加了一个拴橡皮条的装置，可以使橡皮条不与黑板接触，不会有摩擦出现。
2．右面的磁铁上有滑轮。
可以让线绕过滑轮，下面挂钩码。
由于是磁铁直接吸附在黑板上，可以任意移动，所以此装置可以不仅可以演示水平方向的合成，还可演示竖直方向的，以及其他方向的。
3．由于选用钕铁硼磁铁，磁性较强，不会滑动。
此装置一下解决了前面的三个问题。
三、力的合成演示实验的改进过程中遇到的问题及分析这个实验最初只是想解决方向的问题，就想把木板竖直放，结果实验之后发现效果不好。
一是整个装置太长不利于学生观察，二是不容易摆放。
第二次是想用滑轮固定在普通的磁铁上，之后在挂钩码做实验。
但是有以下几个问题，一是滑轮和磁铁不好固定在一起，二是挂在黑板上之后由于磁力不够，整个装置会向下滑动。
第三次就是想到用钕铁硼磁铁，但是固定还是不好解决，后来找到一个可以订做这套装置的地方才把问题解决。
四、力的合成演示实验的重要性及力的合成教学力的合成演示实验是高中物理中一个非常重要的实验，他对帮助学生学习“非直线上的两个力合成的规则—平行四边形定”有着举足轻重的作用。
高中物理实验测量力的合成与分解
高中物理实验测量力的合成与分解在高中物理学习中，力是一个重要的概念。
了解力的合成与分解对于理解物体受力情况非常重要。
在实验室中，我们可以通过测量来验证力的合成与分解原理。
本文将介绍高中物理实验中测量力的合成与分解的方法和步骤，并提供相应的实验结果和分析。
实验目的：通过测量力的合成与分解，验证力的合成与分解原理。
实验材料：- 力计- 弹簧测力计- 三角木块- 线- 直尺- 直线轨道实验步骤：1. 实验准备：a. 将直线轨道平放在实验桌上，保证其平直度。
b. 使用线将三角木块固定在直线轨道上，确保其不会滑动。
c. 将力计固定在桌子上，并拉紧。
2. 力的合成实验：a. 在三角木块上随意选择两个方向，例如，水平方向X和竖直方向Y。
b. 将力计的一个挂钩与三角木块上的线相连，保证该线与三角木块的方向相同。
c. 将力计的另一个挂钩与直线轨道上的线相连，保证该线指向力计。
d. 用直尺测量力计上的示数，记录下力的大小和方向。
e. 更换三角木块上的线，使其与原线夹角变化，并重复步骤d。
3. 力的分解实验：a. 将力计放在水平方向X上，固定在桌子上。
b. 将实验准备中的线连接到力计，方向与水平方向相同。
c. 用直尺测量力计上的示数，记录下力的大小和方向。
d. 将实验准备中的线拉向竖直方向Y。
e. 用直尺测量力计上的示数，记录下力的大小和方向。
实验结果与分析：1. 力的合成实验：根据实验步骤中记录的力的大小和方向，我们可以将其绘制成力的合成图。
通过合成图，我们可以看到合成力的大小和方向。
2. 力的分解实验：通过实验步骤中记录的力的大小和方向，我们可以将其分解为水平方向和竖直方向上的力。
我们可以使用三角函数来计算分解后的力。
综合实验结果，我们可以验证力的合成与分解原理。
根据实验数据计算得出的力的合成与实际测量的力的大小和方向应当一致。
如果实验结果与理论计算的结果相符，说明力的合成与分解原理验证成功。
总结：通过高中物理实验测量力的合成与分解，我们可以直观地了解力的合成与分解原理。
实验探究两个互成角度的力的合成规律-[新]高中物理必修第一册
![实验探究两个互成角度的力的合成规律-[新]高中物理必修第一册](https://img.taocdn.com/s3/m/6224471f19e8b8f67d1cb992.png)
答案:× 解析:两弹簧测力计间的夹角可以任意选取,只要不太大也不太 小就可以。
问题一
问题二
随堂检测
不要直接沿细绳套方向画直线,应在细绳套两端各画个投影点,去掉细绳套后,连直线确定力的方向。
1 N,读数时应估读一位,所以读数分别为2.
(2)在如图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。 进行图乙中的操作时,拉力F1、F2的方向一定相互垂直 变式训练2做“验证力的平行四边形定则”的实验时:
本实验中对两2只.记弹簧录测力细计绳有何的要求方?使向用时时应注,意沿哪细些问绳题?方向在细绳下白纸上点两个相距较
1 N,读数时应估读一位,所以读数分别为2.
(2)本实验中两弹簧测力计所拉绳间的夹角一般在60°到120°之 间较合适,A错误;为了减小误差,便于确定两拉力的方向,拉橡皮条 的细绳要稍长一些,且必须使橡皮条、细绳、弹簧测力计都与木板 平行,细绳要与弹簧测力计轴线在同一直线上,读数时视线要正对 弹簧测力计刻度,B、C、D均正确。
答案:(1)B (2)BCD
远的点即可。( ) 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
(1)理论值:在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力计同时拉时弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板根据平行四 边形定则求出合力F。
答案:√ (2)角度合适:两个弹簧测力计所拉细绳套的夹角不宜太小,也不宜太大,以60°~100°为宜。
C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D.用两个弹簧测力计拉绳套时,两测力计示数要保持相同
E.用两个弹簧测力计拉绳套时,两测力计拉力方向要互成90°角,
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力的合成实验
1.如图为“验证力的平行四边形定则”的实验装置图．（1）请将下面实验的主要步骤补充完整．
① 将橡皮筋的一端固定在木板上的A点．另一端拴上两根绳
套，这一端叫做结点。
每根绳套分别连着一个弹簧测力计：
②第一次拉：沿着互成角度的两个方向拉弹簧测力计．将橡皮筋的
结点拉到某一位置，将此位置标记为O点，并记录__________
③第二次拉：再用一个弹簧测力计将橡皮筋的结点仍拉至_________
点，记录__________．
（2）以上两次都将结点拉至同一位置O点，这样做的目的是__________．
（3）在图乙中，方向一定沿AO方向的是力______．（填“F”或“F′”）
2．“探究求合力的方法”的实验装置如图甲所示。
(1)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示。
其中，细绳CO对O点的拉力大小为____N。
(2)请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上______。
由图求出合力的大小F合＝________ N。
(保留两位有效数字)
3．在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。
实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
（1）实验对两次拉抻橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的_________________（填字母代号）。
A. 将橡皮条拉伸相同长度即可
B. 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C. 将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D. 将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
（2）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是_______（填字母代号）。
A. 两细绳必须等长
B. 弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C. 用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D. 拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些
E. 用两弹簧秤拉时，互成的角度不宜太小或太大
(3)该实验方案中必须要用的器材有_________________
A. 刻度尺
B. 量角器
C. 橡皮筋
D. 细绳
（4）实验目的为“探究”或“验证”，作图有什么不同？。