《2025年课堂新坐标高中同步导学案高中物理必修第一册鲁科版》

▶ 类型一 实验原理与操作
【典例1】 “探究力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，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，如图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图。

(1)本实验采用的科学方法是B。
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
(2)图乙中的F'（选填“$F$”或“$F'$”）是力$F_1$和$F_2$合力的测量值。
(3)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D。
A. 两根细绳必须等长
B. 橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上
C. 为了读数方便，可以使弹簧测力计与木板平面成一定倾角
D. 拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
(4)在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么实验结果是否会发生变化？答：不会（选填“会”或“不会”）。

答案： 解析:
(1)本实验中一个弹簧测力计单独作用的效果与两个弹簧测力计共同作用的效果相同，采用的科学方法是等效替代法，所以B正确。
(2)F是通过作图得到的两个弹簧测力计拉力的合力，是两个拉力的合力的理论值，F'是用一个弹簧测力计拉橡皮条并使其伸长到同一点得到的，而一个弹簧测力计单独作用时的拉力与两个弹簧测力计共同作用时的拉力效果相同，故F'是力F₁和F₂合力测量值。
(3)两根细绳适当长些，标记拉力方向时就可以选离得稍微远些的两个点，这样有利于减小标记方向的误差，而两根细绳不需要等长，故A错误，D正确;两根细绳拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定让橡皮条在两细绳的夹角的角平分线上，故B错误;弹簧测力计与木板平面成一定倾角会增大弹簧与弹簧测力计外壳之间的摩擦力，从而增大实验误差，故C错误。
(4)如果将细绳也换成橡皮条，只要将结点拉到相同的位置，实验结果不会发生变化。
　答案:
(1)B　
(2)F'　
(3)D　
(4)不会

▶ 类型二 数据处理和误差分析
【典例2】 某同学用如图甲所示的装置“探究两个互成角度的力的合成规律”。将一木板（图中未画出）竖直放置，与铁架台和轻弹簧所在平面平行。其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：

(1)如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置$O$。
(2)卸下钩码然后将两轻细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置$O$，记录细绳套$AO$、$BO$的方向及两弹簧测力计相应的读数。图乙中弹簧测力计$B$的读数为11.40$N$。
(3)该同学在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力$F_A$、$F_B$的大小和方向如图丙所示，请在图丙中作出$F_A$、$F_B$的合力$F'$。
(4)已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力$F$如图丙所示，观察比较$F$和$F'$，得出结论：在实验误差允许范围内，F和F'大小和方向相同。

答案：
解析:
(2)实验需要通过以分力为邻边作平行四边形，探究两个互成角度的力的合成规律，因此实验中要记录细绳套AO、BO的方向和拉力大小，拉力大小由弹簧测力计读出。弹簧测力计B的分度值为0.1N，估读一位，则示数为11.40N。
(3)分别过Fₐ、Fᴮ的箭头端作Fᴮ、Fₐ的平行线得平行四边形，过O点作对角线，该对角线即为Fₐ、Fᴮ的合力，如图所示。
　　　　　　　　
(4)通过观察比较F和F'，可得到结论:在实验误差允许范围内，F和F'大小和方向相同。
　答案:
(2)方向　11.40　
(3)见解析图　
(4)在实验误差允许范围内，F和F'大小和方向相同