1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)學(xué)會(huì)使用彈簧測(cè)力計(jì).(2)探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律.2.實(shí)驗(yàn)原理互成角度的兩個(gè)力F1、F2與另外一個(gè)力F'產(chǎn)生相同的________，看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與所測(cè)合力F'在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否相同.?【答案】效果
3.實(shí)驗(yàn)器材木板、白紙、圖釘若干、________、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)、三角板、________、鉛筆.?4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上.
(2)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O.如圖甲所示.
(3)用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個(gè)細(xì)繩套的______，并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的________，利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F.?(4)只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F'和細(xì)繩的方向，如圖乙所示.(5)比較F'與用平行四邊形定則求得的合力F，看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相同.
5.數(shù)據(jù)處理(1)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫(huà)直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力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(guò)O點(diǎn)畫(huà)平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示.(2)用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)步驟(4)中彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F'的圖示.(3)比較F與F'是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗(yàn)證平行四邊形定則.
命題一　課標(biāo)教材原型實(shí)驗(yàn)　[基礎(chǔ)考查]1.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)方法(1)注意彈簧測(cè)力計(jì)的最小刻度為0.1 N.(2)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)要符合有效數(shù)字要求，小數(shù)點(diǎn)后要有2位有效數(shù)字(除題目特殊要求外). 2.實(shí)驗(yàn)誤差分析(1)理論值不一定沿橡皮條方向，但單個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F'一定沿橡皮條方向.(2)讀數(shù)不準(zhǔn)和作圖不準(zhǔn)都可能使F與F'不完全重合.
例1　圖甲為用等效替代法驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)裝置圖.(1)本實(shí)驗(yàn)中“等效替代”的含義是(　　)A.橡皮筋可以用細(xì)繩替代B.左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果可以替代右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果C.右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果可以替代左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果D.兩側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)共同作用的效果可以用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果替代
(2)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖甲中C的示數(shù)為_(kāi)_______N.?(3)如圖乙所示，是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按照一定的標(biāo)度(標(biāo)度未畫(huà)出)畫(huà)出的力的圖示.F1、F2、F、F' 中不是由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得的力是________(填字母).?
【解析】(1)“等效替代”，即用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋的效果和用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋的效果是相同的，即要求橡皮筋兩次被拉的形變量及指向都相同，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確.(2)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)，每1 N被分成5格，則1格就等于0.2 N.圖乙中指針落在3 N處，所以為3.0 N.(3)由于誤差的存在，通過(guò)平行四邊形定則得出的合力值與由彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)得的合力并不完全相等，通過(guò)平行四邊形定則得出的合力在對(duì)角線上，用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)量出的合力沿細(xì)繩方向，沿AO方向，故F是由彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)得的，F(xiàn)'是通過(guò)平行四邊形定則得出的合力，所以不是由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得的力是F'.
變式1　某同學(xué)做“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)，所用器材有：木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.(1)該同學(xué)按下列步驟操作：①在水平桌面上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；②用圖釘把橡皮筋的一端固定在木板上的A點(diǎn)，在橡皮筋的另一端系上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；
③用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長(zhǎng)，橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，記下O點(diǎn)的位置及兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2；④按選好的標(biāo)度，分別作出F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；⑤只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮筋使其伸長(zhǎng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F'，記下F'的方向，按統(tǒng)一標(biāo)度作出這個(gè)力F'的圖示；
⑥比較F'和F的大小和方向，得出結(jié)論.在上述步驟中：步驟③遺漏的重要操作是________________________步驟⑤遺漏的重要操作是_____________________________________.?
未記錄力F1和F2的方向　
要求把橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到位置O　
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出力的圖示，如圖所示，圖上標(biāo)出了F1、F2、F、F'四個(gè)力，其中____(填上述字母)不是由彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)得的，在F與F'兩個(gè)力中，方向一定沿AO方向的是________.?
(3)實(shí)驗(yàn)中用M、N兩個(gè)測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)線拉橡皮筋，使其結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)，此時(shí)α+β＝90°，然后保持M的示數(shù)不變，而使α減小，為保持結(jié)點(diǎn)位置不變，可采用的辦法是______.?A.減小N的示數(shù)，同時(shí)減小β角B.減小N的示數(shù)，同時(shí)增大β角C.增大N的示數(shù)，同時(shí)增大β角D.增大N的示數(shù)，同時(shí)減小β角
【解析】(1)步驟③中遺漏未記錄力F1和F2的方向；步驟⑤中的遺漏為未明確是否把橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到位置O.(2)力F1、F2、F'是由彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)量的，F(xiàn)是通過(guò)平行四邊形定則所得的F1和F2的合力，F(xiàn)1和F2的合力的實(shí)驗(yàn)值是指通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的值，即用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉繩套時(shí)測(cè)得的力的大小和方向，而理論值是指通過(guò)平行四邊形定則得出的值，故F'是力F1和F2合力的實(shí)驗(yàn)值，其方向一定沿AO方向.
(3)要保證結(jié)點(diǎn)不動(dòng)，應(yīng)保證合力不變，則由平行四邊形定則可知，合力不變，M方向向合力方向靠攏，根據(jù)圖像可知，N的拉力減小，同時(shí)應(yīng)減小β角，A正確.
命題二　拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)　[能力考查]實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新方向
例2　某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖甲，在豎直放置的木板上部附近兩側(cè)，固定兩個(gè)力傳感器，同一高度放置兩個(gè)可以移動(dòng)的定滑輪，兩根細(xì)繩跨過(guò)定滑輪分別與兩力傳感器連接，在兩細(xì)繩連接的結(jié)點(diǎn)O下方懸掛鉤碼，力傳感器1、2的示數(shù)分別為F1、F2，調(diào)節(jié)兩個(gè)定滑輪的位置可以改變兩細(xì)繩間的夾角.實(shí)驗(yàn)中使用若干相同的鉤碼，每個(gè)鉤碼質(zhì)量均為100 g，g取9.8 m/s2.
(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是________.?A.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi)B.每次實(shí)驗(yàn)都必須保證結(jié)點(diǎn)位于O點(diǎn)C.實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三根細(xì)繩的方向D.實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要用一個(gè)力傳感器單獨(dú)測(cè)量懸掛于O點(diǎn)鉤碼的總重力
(2)根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，該同學(xué)已經(jīng)按照力的圖示的要求畫(huà)出了F1、F2，如圖乙，請(qǐng)你作圖得到F1、F2的合力F(只作圖，不求大小)，并寫(xiě)出該合力不完全豎直的一種可能原因：____________________________________________________________.?
定滑輪有摩擦、木板未豎直放置等(合理即可)
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi)，以保證鉤碼重力等于細(xì)線中的拉力，A正確；該裝置每次實(shí)驗(yàn)不需要保證結(jié)點(diǎn)位于O點(diǎn)，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三根細(xì)繩的方向，C正確；懸掛于O點(diǎn)鉤碼的總重力可以根據(jù)鉤碼的質(zhì)量得出，不需要力傳感器測(cè)量，D錯(cuò)誤.(2)利用平行四邊形定則作出F1和F2的合力F.該合力方向不完全在豎直方向的可能原因是定滑輪有摩擦、木板未豎直放置等.
變式2　某小組為了驗(yàn)證力的平行四邊形定則，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)半圓形刻度盤上安裝兩個(gè)可以沿盤邊緣移動(dòng)的拉力傳感器A、B，兩傳感器的掛鉤分別系著輕繩，輕繩的另一端系在一起，形成結(jié)點(diǎn)O，并使結(jié)點(diǎn)O位于半圓形刻度盤的圓心.在O點(diǎn)掛上重G＝2.00 N的鉤碼，記錄兩傳感器A、B的示數(shù)F1、F2及輕繩與豎直方向的夾角θ1、θ2，用力的圖示法即可驗(yàn)證力的平行四邊形定則.
(1)當(dāng)F1＝1.00 N、F2＝1.50 N，θ1＝45°、θ2＝30°時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中用力的圖示法作圖，畫(huà)出兩繩拉力的合力F，并求出合力F＝________N.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)?
(2)該組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，將傳感器A固定在某位置后，再將傳感器B從豎直位置的P點(diǎn)緩慢順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，得到了一系列B傳感器的示數(shù)F2和對(duì)應(yīng)的角度θ2，作出了如圖丙所示的F2－θ2圖像，由圖丙可知A傳感器所處位置的角度θ1＝____________________.?

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