第2课时 探究两个互成角度的力的合成规律
一、实验目的
1．探究两个互成角度的共点力与其合力的关系．
2．学习用等效的思想探究矢量合成的方法．
二、实验器材
木板、橡皮筋、细线、弹簧测力计、图钉、白纸、铅笔、刻度尺、三角板．
三、实验原理与设计
让两个互成角度的共点力F1和F2作用于某一物体，并产生明显的作用效果，然后用一个力F来代替F1和F2，产生同样的作用效果．测出F1、F2和F，比较它们的大小和方向，找出其中的规律．
四、实验步骤
1．如图(a)所示，在铺有白纸的木板上，将橡皮筋一端用图钉固定于A点，另一端与两细线打一个结点B.两细线分别挂上测力计．
2．如图(b)所示，分别用力拉两只测力计，用铅笔标出结点B被拉伸到的位置，记为O点．记下此时两只测力计的示数F1、F2，并沿两细线标记出力的方向．
3．如图(c)所示，用力拉一只测力计，同样将结点B拉到O处，记下此时测力计的示数F，并沿细线标记出力的方向．
4．用力的图示画出F1、F2及F.
五、数据分析
1．以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线F′.
2．比较F′与合力F的大小和方向，看它们在误差范围内是否大小相等，方向相同．
六、实验结论
F′和对角线F在误差范围内重合，说明两个力合成时，用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则平行四边形的对角线所代表的力就是合力．
七、误差分析
1．未选用标准的弹簧测力计，或者实验中两弹簧测力计未对拉验证，这样会造成系统误差．
2．橡皮条、细绳与木板不平行，那么在白纸上记录的结点O的位置以及两细绳的方向均是实际结点和细绳在白纸上的投影，造成实验误差．
3．两细绳太短，用先描两个点后连线的方法记录细绳的方向就会有较大的偏差，同时影响合力的方向及大小．
4．经验表明，两个分力F1和F2间的夹角不能过大，夹角θ越大，相同情况下合力就会越小，作平行四边形求出的合力的误差越大，F与F′的偏差也越大．
5．作图不严谨，如平行线不平行，力的图示、大小、方向不精确等，都会带来偶然误差．
八、注意事项
1．弹簧测力计的使用
(1)两个弹簧测力计在使用前应校正零点，并检查量程和最小刻度单位．
(2)使用弹簧测力计时应使其与板面平行，拉力的方向沿弹簧的轴线方向．
(3)读数时视线要正对弹簧测力计刻度板，同时要注意估读到最小刻度的下一位．
2．减小误差的措施
(1)橡皮条的结点要小一些，细绳(套)要长一些．
(2)用两个弹簧测力计时，两拉力的夹角应适当大些．
(3)在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差．
