《高考物理新优选大一轮人教通用课件：2.5 实验3 验证力的平行四边形定则 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理新优选大一轮人教通用课件：2.5 实验3 验证力的平行四边形定则 .pptx（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验3 验证力的平行四边形定则 知识梳理 2 一 实验目的 1 验证 力的平行四边形定则 2 理解等效替代思想的应用 二 实验原理 1 等效法 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 所以一个力F 就是这两 个力F1和F2的合力 作出力F 的图示 如图所示 2 平行四边形法 根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的 图示 如图所示 3 验证 比较F和F 的大小和方向是否相同 若在误差允许的范围 内相同 则验证 了力的平行四边形定则 知识梳理 3 三 实验器材 木板 白纸 弹簧测力计 两只 橡皮条 细绳 套 两个 三 角板 刻度尺 图钉 几
2、个 四 实验步骤 1 用图钉 把白纸钉 在水平桌面上的木板上 2 用图钉 把橡皮条的一端固定在木板上的A点 橡皮条的另一端 拴上两个细绳 套 知识梳理 4 3 用两只弹簧测力计a b分别钩 住细绳 套 互成角度地拉橡皮 条 使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O 如图所示 记录 两弹 簧测力计的读数 用铅笔描下O点的位置及此时两细绳 的方向 4 只用一只弹簧测力计c通过细绳 套把橡皮条的结点拉到同样 的位置O 记下弹簧测力计的读数和细绳 套的方向 5 改变两弹簧测力计拉力的大小和方向 再重做实验 两次 知识梳理 5 五 数据处理 1 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
3、a b这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示 并以F1和F2为 邻边 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 2 用刻度尺从O点按同样的标度沿记录 的方向作出实验 步骤4 中弹簧测力计c的拉力F 的图示 3 比较F与F 是否完全重合或几乎重合 从而验证 平行四边形定 则 知识梳理 6 六 误差分析 1 系统误 差 弹簧测力计本身不够准确造成的误差 为此要选择 比较准确的弹簧测力计 2 偶然误差 弹簧测力计读 数和作图造成偶然误差 需要多做几 次实验 并且使两分力F1 F2的夹角适当大些 3 减小误差的办法 1 实验过 程中读数时视线 要垂直弹簧测力计的刻度 要按有
4、效 数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录 2 作图时 用刻度尺借助于三角板 使表示两力的对边 一定要平 行 知识梳理 7 七 注意事项 1 使用弹簧测力计前 要先观察指针是否指在零刻度处 若指针 不在零刻度处 要设法调整使其指在零刻度处 再将两只弹簧测力 计的挂钩钩 在一起 向相反方向拉 如果两个示数相同方可使用 2 实验 中的两个细绳 套不要太短 3 在同一次实验 中 橡皮条拉长时结 点到达的位置一定要相 同 4 用两只弹簧测力计钩 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 5 在用力拉弹簧测力计时 拉力应沿弹簧测力计的轴线 方向 弹簧测力计中弹簧轴线
5、 橡皮条 细绳 套应该 位于与纸面平行 的同一平面内 要防止弹簧测力计卡壳 防止弹簧测力计或橡皮 条与纸面有摩擦 6 在同一实验 中 画力的图示选定的标度要相同 并且要恰当选 定标度 使力的图示稍大一些 知识梳理 8 考点一考点二考点三 实验实验 原理与操作 例1某同学做验证 力的平行四边形定则的实验 如图甲所示 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 知识梳理 9 考点一考点二考点三 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
6、变量法D 建立物理模型法 3 实验时 主要的步骤 A 在桌上放一块木板 在木板上铺一张白纸 用图钉 把白纸钉 在 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 用两只弹簧测力计分别钩 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 读出两只弹簧 测力计的示数 知识梳理 10 考点一考点二考点三 D 按选好的标度 用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力 F1和F2的图示 并用平行四边形定则求出合力F E 只用一只弹簧测力计 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
7、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 答案解析解析 关闭 1 由一只弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向 两只弹簧测 力计拉橡皮条至O点的拉力 根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉 力的合力 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 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点拉到同一位置O 答案解析 关闭 1 F 2 B
8、 3 C E C中应加上 记下两条细绳 的方向 E中 应说 明 把橡皮条的结点拉到同一位置O 知识梳理 11 考点一考点二考点三 规律总结操作不忘 三 二 一 用两个弹簧测力计拉橡皮条时的 三记录 记录两弹簧测力计示 数 两细绳方向和结点O的位置 用一个弹簧测力计拉橡皮条时的 二记录 记录弹簧测力计示数和细绳方向 及 一注意 结点O的 位置必须在同一位置 等 知识梳理 12 考点一考点二考点三 数据处处理与误误差分析 例2某同学通过下述实验验证 力的平行四边形定则 实验 步 骤 将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上 使其轴线 沿竖 直方向 如图甲所示 将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上
9、另 一端用圆珠笔尖沿竖直方向下拉 直到弹簧测力计示数为某一设 定值时 将橡皮筋两端的位置标记为 O1 O2 记录弹 簧测力计的 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 弹簧测力计示数改变0 50 N 测出所对应 的l 部分数据如下表所示 知识梳理 13 考点一考点二考点三 知识梳理 14 考点一考点二考点三 找出 中F 2 50 N时橡皮筋两端的位置 重新标记为 O O 橡 皮筋的拉力记为 FO O 在挂钩上涂抹少许润 滑油 将橡皮筋搭在挂钩上 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 使挂钩的下 端达到O点 将两笔尖的位置标记为 A B 橡皮筋OA段的
10、拉力记 为FOA OB段的拉力记为 FOB 知识梳理 15 考点一考点二考点三 完成下列作图和填空 1 利用表中数据在图丙所示的坐标纸 上画出F l图线 根据图线 求得l0 cm 丙 2 测得OA 6 00 cm OB 7 60 cm 则FOA的大小为 N 知识梳理 16 考点一考点二考点三 3 根据给出的标度 在图丁中作出FOA和FOB的合力F 的图示 丁 4 通过比较F 与 的大小和方向 即可得出实验结论 知识梳理 17 考点一考点二考点三 解析 1 作出F l图线 由F k l l0 可得 直线与横轴的截距即为 l0 由图可知 l0 10 0 cm 2 由题干表格可知 F 1 50 N时
11、 l 13 00 cm 则弹簧的劲度系数 k 50 N m 若OA 6 00 cm OB 7 60 cm 则橡皮筋拉力FOA k l 50 6 00 7 60 10 00 10 2 N 1 80 N 3 见答案 4 由图可知F 为作图法所得到的合力 FOO 为真实合力 F 与FOO 不完全重合 存在一定误差 但在误差允许范围内 可得出实验结 论 知识梳理 18 考点一考点二考点三 答案 1 如图甲所示 10 0 9 8 9 9 10 1均正确 2 1 80 1 70 1 90均正确 3 如图乙所示 4 FOO 甲 知识梳理 19 考点一考点二考点三 规律总结1 数据处理 作图法 在探究求合力的
12、方法实验中 由作图法得到的合力F与实际测量 得到的合力F 不可能完全重合 只要在误差范围内可以认为合力F 与合力F 重合 即可验证平行四边形定则 如图所示 2 误差分析 1 用两个弹簧测力计拉橡皮条时 橡皮条 细绳和弹簧测力计不 在同一个平面内 这样得到的两个弹簧测力计的水平分力的实际合 力比由作图法得到的合力要小 2 结点O的位置和两个弹簧测力计的方向画得不准 造成作图的 误差 3 作图比例不恰当造成作图误差 知识梳理 20 考点一考点二考点三 实验实验 的改进进与创创新 本实验 一般是在教材实验 原理的基础上 以实验 中操作的注意 事项 误差来源设置条件 或通过改变实验 条件 实验仪 器设
13、置 题目 因此要在教材实验 的基础上注重器材变化后对分力和合 力的分析判断能力的培养 要善于用教材中实验 的原理 方法和 技巧处理新问题 知识梳理 21 考点一考点二考点三 1 实验器材的变化如图 2 分力和合力的变化 1 分力的获得 弹簧测力计的拉力 钩码 的重力 2 合力的获得 弹簧测力计的拉力 重物的重力 钩码 的重 力 知识梳理 22 考点一考点二考点三 例3某小组为 了验证 力的平行四边形定则 设计 了如图甲所示 的实验 在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿盘边缘 移动的 拉力传感器A B 两传感器的挂钩分别系着轻绳 轻绳 的另一端 系在一起 形成结点O 并使结点O位于半圆形刻度盘的圆
14、心 在O 点挂上重G 2 00 N的钩码 记录 两传感器A B的示数F1 F2及轻 绳与竖直方向的夹角 1 2 用力的图示法即可验证 力的平行四 边形定则 知识梳理 23 考点一考点二考点三 1 当F1 1 00 N F2 1 50 N 1 45 2 30 时 请在图乙中用力 的图示法作图 画出两绳拉力的合力F 并求出合力F N 结果保留3位有效数字 2 该组 同学在实验 中 将传感器A固定在某位置后 再将传感器 B从竖直位置的P点缓慢顺时针 旋转 得到了一系列B传感器的示 数F2和对应 的角度 2 作出了如图丙所示的F2 2图像 由图丙可知 A传感器所处位置的角度 1 知识梳理 24 考点一
15、考点二考点三 解析 1 先画出力的标度 根据题中所给的数据 利用平行四边 形定则画出力的图示并求出合力F 2 01 N 知识梳理 25 考点一考点二考点三 知识梳理 26 考点一考点二考点三 例4图甲是验证 力的平行四边形定则的实验 装置 实验 操作如 下 知识梳理 27 考点一考点二考点三 1 弹簧测力计A挂于固定点P 下端用细线 挂一重物M 测量 并记录为 F 2 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 如图所示 此时需记下结点O的位置和两测 力计的示数F1 F2以及 3 某同学已在图乙纸上作出了F1 F2的图示 请根据力的平行 四边形定则作出F1 F
16、2的合力F 4 改变两细线 的夹角 重复做实验 几次 若F 的方向近似在 方向上 且大小近似等于F 则平行四边形定则得以验证 答案 答案 关闭 知识梳理 28 12 1 2018 云南昆明教学质量检测 某学生实验 小组设计 了一个验 证力的平行四边形定则的实验 装置如图甲所示 在竖直放置的木 板上部附近两侧 固定两个力传感器 同一高度放置两个可以移动 的定滑轮 两根细绳 跨过定滑轮分别与两力传感器连接 在两细 绳连 接的结点O下方悬挂钩码 力传感器1 2的示数分别为 F1 F2 调节 两个定滑轮的位置可以改变两细绳间 的夹角 实验 中使 用若干相同的钩码 每个钩码质 量均为100 g g取9 8 m s2 知识梳理 29 12 知识梳理 30 12 1 关于实验 下列说法正确的是 A 实验 开始前 需要调节 木板使其位于竖直平面内 B 每次实验 都必须保证结 点位于O点 C 实验时 需要记录钩码 数量 两力传感器的示数和三细绳 的方 向 D 实验时还 需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码 的总 重力 2 根据某次实验 得到的数据 某同学按照力的图示的要求画出了 F1 F2 请你作图
