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淺談高中物理實(shí)驗(yàn)力的合成和分解
各科成績的提高是同學(xué)們提高總體學(xué)習(xí)成績的重要途徑，大家一定要在平時(shí)的練習(xí)中不斷積累，小編為大家整理了高中物理實(shí)驗(yàn)力的合成和分解，希望同學(xué)們牢牢掌握，不斷取得進(jìn)步!
1、共點(diǎn)力的合成與分解
實(shí)驗(yàn)儀器：力的合成分解演示器(J2152)、鉤碼(一盒)、平行四邊形演示器
教師操作：把演示器按事先選定的分力夾角和分力大小，調(diào)整位置和選配鉤碼個(gè)數(shù);把匯力環(huán)上部連接的測力計(jì)由引力器拉引來調(diào)節(jié)角度，并還要調(diào)節(jié)拉引力距離，使匯力環(huán)懸空，目測與坐標(biāo)盤同心;改變分力夾角，重做上邊實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：此時(shí)測力計(jì)的讀數(shù)就是合力的大小;分力夾角越小合力越大，分力夾角趨于180度時(shí)合力趨近零。
力的合成分解演示器：
教師操作：用平行四邊形演示器O點(diǎn)孔套在坐標(biāo)盤中心桿上，調(diào)整平行四邊形重合實(shí)驗(yàn)所形成四邊形，用緊固螺帽壓緊，學(xué)生可直觀的在演示器上看出矢量作圖。
2、驗(yàn)證力的平行四邊形定則(學(xué)生實(shí)驗(yàn))
實(shí)驗(yàn)儀器：方木板、白紙、橡皮筋、細(xì)繩套2根、平板測力計(jì)2只、刻度尺、量角器、鉛筆、圖釘3-5個(gè)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則。
實(shí)驗(yàn)原理：一個(gè)力F的作用效果與兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的共點(diǎn)作用效果都是把橡皮筋拉伸到某點(diǎn)，所以F為F1和F2的合力。做出F的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則做出F1和F2的合力F?的圖示，比較F?和F是否大小相等，方向相同。
學(xué)生操作：
(1)白紙用圖釘固定在方木板上;橡皮筋一端用圖釘固定在白紙上，另一端拴上兩根細(xì)繩套。
(2)用兩只測力計(jì)沿不同方向拉細(xì)繩套，記下橡皮筋伸長到的位置O，兩只測力計(jì)的方向及讀數(shù)F1、F2，做出兩個(gè)力的圖示，以兩個(gè)力為臨邊做平行四邊形，對角線即為理論上的合力F?，量出它的大小。
(3)只用一只測力計(jì)鉤住細(xì)繩套，將橡皮筋拉到O，記下測力計(jì)方向及讀數(shù)F，做出它的圖示。
(3)比較F?與F的大小與方向。
(4)改變兩個(gè)力F1、F2的大小和夾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差允許范圍內(nèi)，證明了平行四邊形定則成立。
注意事項(xiàng)：
(1)同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測力計(jì)鉤好后對拉，若兩只彈簧測力計(jì)在拉的過程中讀數(shù)相同，則可選，若不同，應(yīng)另換，直到相同為止;使用時(shí)彈簧測力計(jì)與板面平行。
(2)在滿足合力不超過彈簧測力計(jì)量程及橡皮筋形變不超過彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一些，以減小誤差。
(3)畫力的圖示時(shí)，應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外;要嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作圖。
(4)在同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉長后的節(jié)點(diǎn)O位置一定要相同。
(5)由作圖法得到的F和實(shí)驗(yàn)測量得到的F?不可能完全符合，但在誤差允許范圍內(nèi)可認(rèn)為是F和F?符合即可。
誤差分析：
(1)本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源——彈簧秤本身的誤差、讀數(shù)誤差、作圖誤差。
(2)減小誤差的方法——讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄，兩個(gè)力的對邊一定要平行;兩個(gè)分力F1、F2間夾角θ越大，用平行四邊形作圖得出的合力F?的誤差ΔF也越大，所以實(shí)驗(yàn)中不要把θ取得太大。
3、研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件
實(shí)驗(yàn)儀器：力矩盤(J2124型)、方座支架(J1102型)、鉤碼(J2106M)、杠桿(J2119型)、測力計(jì)(J2104型)、三角板、直別針若干
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體在外力作用下平衡的條件，進(jìn)一步明確力矩的概念 高中政治。
教師操作：
(1)將力矩盤和一橫桿安裝在支架上，使盤可繞水平軸自由靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)盤面使其在豎直平面內(nèi)。在盤面上貼一張白紙。
(2)取四根直別針，將四根細(xì)線固定在盤面上，固定的位置可任意選定，但相互間距離不可取得太小。
(3)在三根細(xì)繩的末端掛上不同質(zhì)量的鉤碼，第四根細(xì)繩掛上測力計(jì)，測力計(jì)的另一端掛在橫桿上，使它對盤的拉力斜向上方。持力矩盤靜止后，在白紙上標(biāo)出各懸線的懸點(diǎn)(即直別針的位置)和懸線的方向，即作用在力矩盤上各力的作用點(diǎn)和方向。標(biāo)出力矩盤軸心的位置。
(4)取下白紙，量出各力的力臂L的長度，將各力的大小F與對應(yīng)的力臂值記在下面表格內(nèi)(填寫時(shí)應(yīng)注明力矩M的正、負(fù)號，順時(shí)針方向的力矩為負(fù)，反時(shí)針方向的力矩為正)。
(5)改變各力的作用點(diǎn)和大小，重復(fù)以上的實(shí)驗(yàn)。
注意事項(xiàng)：
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)不應(yīng)使力矩盤向后仰，否則懸線要與盤的下邊沿發(fā)生摩擦，增大實(shí)驗(yàn)誤差。為使力矩盤能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，必要時(shí)可在軸上加少許潤滑油。
(2)測力計(jì)的拉力不能向下，否則將會(huì)由于測力計(jì)本身所受的重力而產(chǎn)生誤差。測力計(jì)如果處于水平，彈簧和秤殼之間的摩擦也會(huì)影響結(jié)果。
(3)有的力矩盤上畫有一組同心圓，須注意只有受力方向與懸點(diǎn)所在的圓周相切時(shí)，圓半徑才等于力臂的大小。一般情況下，力臂只能通過從轉(zhuǎn)軸到力的作用線的垂直距離來測量。
4、共點(diǎn)力作用下物體的平衡
實(shí)驗(yàn)儀器：方木板、白紙、圖釘、橡皮條、測力計(jì)3個(gè)(J2104型)、細(xì)線、直尺和三角板、小鐵環(huán)(直徑為5毫米的螺母即可)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)掌握利用力的平行四邊形定則解決共點(diǎn)力的平衡條件等問題的方法，從而加深對共點(diǎn)力的平衡條件的認(rèn)識。
教師操作：
(1)將方木板平放在桌上，用圖釘將白紙釘在板上。三條細(xì)線將三個(gè)測力計(jì)的掛鉤系在小鐵環(huán)上。
(2)將小鐵環(huán)放在方木板上，固定一個(gè)測力計(jì)，沿兩個(gè)不同的方向拉另外兩個(gè)測力計(jì)。平衡后，讀出測力計(jì)上拉力的大小F1、F2、F3，并在紙上按一定的標(biāo)度，用有向線段畫出三個(gè)力F1、F2、F3。把這三個(gè)有向線段廷長，其延長線交于一點(diǎn)，說明這三個(gè)力是共點(diǎn)力。
(3)去掉測力計(jì)和小鐵環(huán)。沿力的作用線方向移動(dòng)三個(gè)有向線段，使其始端交于一點(diǎn)O，按平行四邊形定則求出F1和F2的合力F12。比較F12和F3，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)它們的大小相等、方向相反，是一對平衡力，即它們的合力為零。由此可以得出F1、F2、F3的合力為零是物體平衡的條件，如果有更多的測力計(jì)，可以用細(xì)線將幾個(gè)測力計(jì)與小鐵環(huán)相連，照步驟2、3那樣，畫出這些作用在小鐵環(huán)上的力F1、F2、F3、F4……，它們?nèi)允枪颤c(diǎn)力，其合力仍為零，從而得出多個(gè)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件也是合力等于零。
注意事項(xiàng)：
(1)實(shí)驗(yàn)中所說的共點(diǎn)力是在同一平面內(nèi)的，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使各個(gè)力都與木板平行，且與木板的距離相等。
(2)實(shí)驗(yàn)中方木板應(yīng)處于水平位置，避免重力的影響，否則實(shí)驗(yàn)的誤差會(huì)增大。
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