2.5.2 实验：探究共点力的合成规律
【学习目标】1．理解等效替换的思想.2．掌握力的合成探究过程.
3．能自主独立的完成实验操作.
【重点难点】重点：实验过程.
难点：实验中的注意事项及误差分析 .
【自主学习】
（一）实验目的:探究共点力的合成
（二）实验原理:等效替代
（三）实验器材：方木板、白纸、弹簧秤 ( 两只 ) 、橡皮条、细绳套 ( 两个 ) 、三角板、刻度尺、图钉若干、细芯铅笔
（四）实验步骤（学生齐读）
①用图钉把白纸钉在放于水平桌面的方木板上.
②用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套.
③用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图标记，记
录两弹簧秤的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两个细绳套的方向.
④用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数 F1
和 F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形，过 O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力 F 的图示.
⑤只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧秤的读数F′和细绳
的方向，用刻度尺从 O 点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示 .
⑥比较一下，力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向.
⑦改变两个力F1与 F2的大小和夹角，重复实验两次 .
（五）注意事项（学生齐读）
1. 测量前应将弹簧秤调零,再将两把弹簧秤对拉看示数是否相等，多次拉动挂钩看弹簧秤拉杆及指
针是否有卡顿现象，注意使用中不要超过其弹性限度.
2.实验时，弹簧秤必须保持与木板平行，且拉力应沿轴线方向，以减小实验误差.
3.在合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过其弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小
误差.
4.用两把弹簧秤拉动时，夹角不宜太大或太小，600-1200为宜。
5.细绳应适当长些，便于记录力的方向。
记录力的方向不是沿细绳画线，是在细绳远端正下方打一点，再与O点连接即力的方向。
6. 在同一次实验中,两次橡皮条拉长的结点位置一定要相同.
7. 画力的图示时,应选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,但也不要太大而画出纸外,要严格按力
的图示要求和几何作图法作图 .
8. 由作图法得到的F和实验测量得到的F′不可能完全符合 , 但在误差允许范围内可认为是F和F′符合即可 .
【交流讨论】哪些因素会造成实验误差？
【成果展示】展示学生交流讨论成果
【教师执导】教师引导、点拨、辨析、梳理，阐释内涵与外延等（略）
【学以致用】
例1：某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲
所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，
OB和OC为细绳。
图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F’ 两力中，方向一定沿AO
方向的是。
(2)本实验采用的科学方法是。
A ．理想实验法
B ．等效替代法
C．控制变量法 D ．建立物理模型法
(3)实验时，主要的步骤是：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。
记录下O 点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F 1和F 2的图示，并用平行四边形定
则求出合力F；
E.只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
F.比较F′和F 的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的标号是和；
②遗漏的内容分别是和。
【变式】某同学用如图所示的实验装置来验证“探究共点力合成的规律”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中的示数为________N(保留两位有效数字)．
(2)下列的一些做法中，是该实验中必须的实验要求是________．(请填写选项前对应的字母)
A．实验中必须保证OB水平
B．应测量重物M所受的重力
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
E．改变拉力，进行多次实验，每次都要使AO与OB的夹角不变
(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出两个解决办法．
①___________________________________________________；
②____________________________________________________.
参考答案
例1：
(1)F′
(2B
(3)①C、E
②记下两细绳的方向、将橡皮条结点拉到与O点重合【变式】
(1)3.6
(2)BC
(3)①更换大量程测力计；
②减轻重物质量。