《（新课标）2018高考物理一轮复习 实验 验证力的平行四边形定则课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（新课标）2018高考物理一轮复习 实验 验证力的平行四边形定则课件（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物理课标版 第7讲实验 验证力的平行四边形定则 基础梳理 实验目的 1 会用弹簧测力计和细绳测出力的大小和方向 2 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则 实验原理 一个力F 的作用效果和两个力F1 F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点 所以力F 就是这两个力F1和F2的合力 作出力F 的图示并根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示 比较F和F 的大小和方向是否相同 若相同 则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则 实验器材 方木板 白纸 弹簧测力计 两个 橡皮条 细绳 两条 三角板 刻度尺 铅笔 图钉 几个 实验步骤 1 在水平桌面上平放一块方木板 在方
2、木板上铺一张白纸 用图钉把白纸固定在方木板上 2 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 细绳的另一端系上细绳套 3 用两个弹簧测力计分别钩住细绳套 互成角度地拉橡皮条 将结点拉到某一位置O 如图所示 4 用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向 读出并记录两个弹簧测力计的示数 5 用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿两条细绳的方向画直线 按一定的标度作出两个力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点的平行四边形的对角线即为合力F 6 只用一个弹簧测力计 通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O 读出并记录弹簧测力计的示数 记下细绳的方向 按同
3、一标度用刻度尺从O点作出这个力F 的图示 7 比较F 与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向 看它们在实验误差允许的范围内是否相等 8 改变F1和F2的大小和方向 再做两次实验 误差分析 1 弹簧测力计本身的误差 2 读数误差和作图误差 注意事项 1 同一实验中的两个弹簧测力计的选取方法是 将两个弹簧测力计调零后互勾对拉 若两个弹簧测力计在对拉过程中 读数相同 则可选 若读数不同 应另换 直到相同为止 2 在同一次实验中 使橡皮条拉长时 结点O位置一定要相同 3 用两个弹簧测力计勾住绳套互成角度地拉橡皮条时 夹角不宜太大也不宜太小 在60 100 之间为宜 4 使弹簧测力计与木板平行 并使
4、细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上 避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的指针之间有摩擦 读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度 在合力不超过量程及橡皮条不超过弹性限度的前提下 拉力的数值尽量大些 5 细绳套应适当长一些 便于确定力的方向 不要直接沿细绳套的方向画直线 应在细绳套末端用铅笔画一个点 去掉细绳套后 再将所标点与O点连接 即可确定力的方向 6 在同一次实验中 画力的图示所选定的标度要相同 并且要恰当选取标度 使所作力的图示稍大一些 考点一实验原理与操作典例1 2015山东理综 21 10分 某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则 实验步骤 将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上 使其轴线沿
5、竖直方向 如图甲所示 将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上 另一端用圆珠笔尖竖直向下拉 直到弹簧秤示数为某一设定值时 将橡皮筋两端的位置标记为O1 O2 记录弹簧秤的示数F 测量并记录O1 O2间的距离 即橡皮筋的长度l 每次将弹簧秤示数改变0 50N 测出所对应的l 部分数据如下表所示 图甲 找出 中F 2 50N时橡皮筋两端的位置 重新标记为O O 橡皮筋的拉力记为FOO 在秤钩上涂抹少许润滑油 将橡皮筋搭在秤钩上 如图乙所示 用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端 使秤钩的下端达到O点 将两笔尖的位置标记为A B 橡皮筋OA段的拉力记为FOA OB段的拉力记为FOB 图乙 完成下列作图和
6、填空 1 利用表中数据在图丙中画出F l图线 根据图线求得l0 cm 图丙 2 测得OA 6 00cm OB 7 60cm 则FOA的大小为N 3 根据给出的标度 作出FOA和FOB的合力F 的图示 图丁 4 通过比较F 与的大小和方向 即可得出实验结论 图甲 2 1 80 1 70 1 90均正确 3 如图乙所示 答案 1 如图甲所示10 0 9 8 9 9 10 1均正确 图乙 4 FOO 解析 1 根据表格数据 作出F l图线 图线的横截距即表示橡皮筋原长 因此l0 10 0cm 2 橡皮筋总长l OA OB 13 60cm 根据F l图线 可读出橡皮筋长度l 13 60cm时橡皮筋的拉
7、力为1 80N 3 根据平行四边形定则作图 对角线表示合力F 4 若F 与FOO 在误差范围内大小相等 方向相同 就表明力的平行四边形定则是正确的 1 1 2015安徽理综 21 在 验证力的平行四边形定则 实验中 某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上 将橡皮条的一端固定在板上一点 两个细绳套系在橡皮条的另一端 用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套 互成角度地施加拉力 使橡皮条伸长 结点到达纸面上某一位置 如图所示 请将以下的实验操作和处理补充完整 用铅笔描下结点位置 记为O 记录两个弹簧测力计的示数F1和F2 沿每条细绳 套 的方向用铅笔分别描出几个点 用刻度尺把相应的点连成线 只用一个弹
8、簧测力计 通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O 记录测力计的示数F3 按照力的图示要求 作出拉力F1 F2 F3 根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F 比较的一致程度 若有较大差异 对其原因进行分析 并作出相应的改进后再次进行实验 答案 见解析 F和F3解析 沿此时细绳 套 的方向用铅笔描出几个点 用刻度尺把这些点连成直线 为了验证力的平行四边形定则 需比较合力F与拉力F3的一致程度 1 2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
9、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F1和F2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
10、 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 有重要遗漏的步骤的序号是和 遗漏的内容分别是和 答案 1 F 2 B 3 CE 见解析解析 1 用一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向 而根据平行四边形定则作出的合力 由于误差的存在 不一定沿AO方向 故一定沿AO方向的是F 2 一个力的作用效果与两个力的作用效果相同 它们的作用效果可以等效替代 故B正确 3 根据 验证力的平行四边形定则 实验的操作规程可知 有重要遗漏的步骤的序号是C E 在C中未记下两条细绳的方向 E中未说明是否把橡皮条的结
11、点拉到同一位置O 1 3 2016甘肃兰州实战考试 22 小张和小王在做 验证力的平行四边形定则 实验中 实验步骤如下 用图钉把白纸钉在方木板上 把方木板平放在桌面上 用图钉把橡皮条的一端固定在O点 橡皮条的另一端拴上两个细绳套 小张同学用两只弹簧测力计分别钩住细绳套 互成角度地拉橡皮条 使橡皮条伸长 结点到达某一位置时 小王同学用铅笔描下结点的位置 标上字母A 如图所示 接着小王在两条细绳套的方向上离A点比较近的地方点下了另两个点B C 并记录弹簧测力计的读数F1 F2 移开两弹簧测力计 从位置A画直线AB AC 按选定的标度作出两只弹簧测力计的拉力F1 F2的图示 并用平行四边形定则作出合
12、力F的图示 只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点再次拉到同样位置A 记下弹簧测力计的读数和细绳的方向 用刻度尺从A点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F 的图示 比较力F 的图示与合力F的图示 看两者是否等长 同向 小张改变两个力F1和F2的大小和夹角 再次重复实验时 发现让结点回到A点不太容易 小王就在结点移过A点时用手指将其按压在A点 接着记录下两弹簧测力计的方向和示数大小 接着重复步骤 最后得出结论 在误差允许的范围内 力的合成符合平行四边形定则 1 以上实验步骤中不恰当的是 有错误的是 2 如图是两组同学作出的图示 其中符合实际情况的是 答案 1 2 甲解析 1 以上
13、实验步骤中不恰当的是 应该在细绳套的方向上离A点尽可能远的地方点下另两个点B C 并记录两个弹簧测力计的读数 有错误的是 改变两个力的大小和夹角 再次重复实验时 发现让结点回到A点不太容易 可以另外选择结点位置进行实验 不能在结点移过A点时用手指将其按压在A点 2 用一只弹簧测力计拉橡皮条时 其拉力方向与OA在同一直线上 而利用平行四边形定则画出的两个力的合力F的方向可能与OA的方向有偏差 实验符合实际情况的是甲 考点二数据处理和误差分析典例2在 探究求合力的方法 实验中 现有木板 白纸 图钉 橡皮筋 细绳套和一把弹簧秤 1 为完成实验 某同学另找来一根弹簧 先测量其劲度系数 得到的实验数据如
14、下表 用作图法求得该弹簧的劲度系数k N m 2 某次实验中 弹簧秤的指针位置如图所示 其读数为N 同时利用 1 中结果获得弹簧上的弹力值为2 50N 请在图中画出这两个共点力的合力F合 3 由图得到F合 N 答案 1 如图所示53 说明 2内都可 2 2 10 说明 注意有效数字位数 0 02内都可 作图见解析 3 3 3 说明 0 2内都可 解析 1 描点作图见答案 图像的斜率为弹簧的劲度系数k N m 53N m 2 读数精确到0 1N 读数时要估读到0 01N 读为2 10N 3 由平行四边形定则作平行四边形的对角线 两分力方向已知 已知两个力的大小 利用比例计算如图 F1 2 10N
15、 长2 1cm F2 2 50N 长2 5cm F合长3 3cm 则F合 3 3N 方法指导 1 读数时要注意弹簧测力计的分度值 2 作图时要选好标度 合力F合的大小要根据所选标度和对角线长度计算得出 3 实验理论值不一定沿橡皮条方向 但单个弹簧测力计的拉力F 一定沿橡皮条方向 读数不准和作图不准都可能使F与F 不完全重合 4 误差来源 除弹簧测力计本身的误差外 还有读数误差 作图误差等 2 1在 验证力的平行四边形定则 实验中 1 部分实验步骤如下 请完成有关内容 A 将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上 另一端绑上两根细线 B 在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码 使橡皮筋拉
16、伸 如图甲所示 记录 C 将步骤B中的钩码取下 分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码 用两光滑硬棒B C使两细线互成角度 如图乙所示 小心调整B C的位置 使 记录 2 如果 力的平行四边形定则 得到验证 那么图乙中 答案 1 结点O的位置钩码个数拉力方向 或细线方向 结点O与步骤B中记录的结点位置重合钩码个数和对应细线的方向 2 解析 1 根据验证力的平行四边形定则实验步骤可知 B中应记录的是 结点O的位置 钩码个数 拉力方向 或细线方向 C中调整B C位置的目的是使橡皮筋与细线的结点O与步骤B中记录的结点位置重合 需要记录的是细线方向和钩码个数 或细线拉力大小 2 若平行四边形定则得到验证 设每个钩码的重力为G 则F 5G F1 4G F2 3G 由三角函数关系可知三力恰好构成直角三角形 则cos cos 所以 2 2某同学用如图所示的实验装置来验证 力的平行四边形定则 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 手持另一端向左拉 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
