《2018届高考物理一轮复习 第2章 实验3 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《2018届高考物理一轮复习 第2章 实验3 验证力的平行四边形定则课件（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 相互作用,实验三 验证力的平行四边形定则,基础梳理 一、实验目的 1验证力的平行四边形定则 2培养学生应用作图法处理实验数据和得出结论的能力,二、实验原理 等效思想：一个力F的作用效果和两个力F1、F2的共同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，与根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示比较，在实验误差允许的范围内，F和F大小相等、方向相同 三、实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(多个)、铅笔,四、实验步骤 1仪器的安装 (1)用图钉把白纸钉在方木板上 (2)把
2、方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，如图所示，橡皮条的另一端拴上两个细绳套,2操作、记录及结论 (1)用两个弹簧测力计分别勾住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O.用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数注意在使用弹簧测力计的时候，要使它的弹簧与木板平面平行 (2)用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两条细绳套的方向画直线，按选定的标度作这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，以F1和F2为邻边利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，即为合力F的图示,(3)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样位置O.
3、读出弹簧测力计的示数，记下细绳套的方向，按同一标度作出这个力F的图示 (4)比较力F与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，在实验误差允许的范围内看它们是否相等 (5)改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验,五、注意事项 1结点O (1)定位O点时要力求准确 (2)同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持不变 2拉力 (1)用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向 (2)应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一平面内 (3)两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小,3作图 (1)在同一次实验中，选定的比例要相同 (2)严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力,六、误差
4、分析 1弹簧测力计本身的误差 2读数误差 减小读数误差的方法：选择相同的弹簧测力计并调整好零刻度；弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录 3作图误差 减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定平行两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差F就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大,方法规律 1.一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此处的“作用效果”是指弹性形变量 2在实验室里如何选取两只规格相同的测力计？ 提示：取两只测力计对钩向相反方向拉的过程中，若读数总相同，则可选，若读数不同，应
5、另换，直至相同为止 3实验过程中两力的夹角越大越好吗？ 提示：用两个弹簧测力计勾住绳套互成角度地拉橡皮筋时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60 到100之间为宜,4具体实验操作时为什么要缓慢地拉橡皮筋？ 提示：用两个弹簧测力计互成角度地缓慢地拉橡皮筋，而不应过快地拉，以免超出弹簧弹性限度损坏弹簧或弹簧卡壳 5不要用老化的橡皮筋，检查方法是用一个弹簧拉橡皮筋，要反复做几次，使橡皮筋拉到相同的长度看弹簧读数有无变化 6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，取掉细绳套后，再将所标点与O点连直线确定力的方向,考向一 对实验原理和实验操作的考查
6、典例1 (2015安徽，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：,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,解析 使一个力F的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果相同，都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点，则力F就是力F1
7、、F2的合力作出F的图示，再根据力的平行四边形定则作出力F1、F2的合力F3的图示，比较F和F3的大小和方向是否有较大差异，从而验证力的平行四边形定则 答案 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 F和F3,考向二 实验数据处理 典例2 (2015山东，21)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则,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0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下
8、表所示：,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. 完成下列作图和填空：,典例3 有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：,(1)改变钩码个数，实验能完成的是( ) A钩码的个数N1N22，N34 B钩码的个数N1N33，N24 C钩码的个数N1N2N34 D钩
9、码的个数N13，N24，N35,(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是( ) A标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向 B量出OA、OB、OC三段绳子的长度 C用量角器量出三段绳子之间的夹角 D用天平测出钩码的质量,(3)在作图时，你认为下图中_是正确的(填“甲”或“乙”),解析 (1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1F2|F3F1F2，因此B、C、D选项是可以的 (2)A (3)甲 实验中F3是竖直向下的 答案 (1)BCD (2)A (3)甲,针对训练 如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解，A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在
10、受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆将细绳连接在杆右端O点构成支架保持杆在水平方向，按如下步骤操作：,测量绳子与水平杆的夹角AOB 对两个传感器进行调零 用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数 取下钩码，移动传感器A改变角 重复上述实验步骤，得到表格.,(1)根据表格，A传感器对应的是表中力_(选填“F1”或“F2”)钩码质量为_kg(保留1位有效数字) (2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是( ) A因为事先忘记调零 B何时调零对实验结果没有影响 C为了消除横杆自身重力对
11、结果的影响 D可以完全消除实验的误差,解析 (1)A传感器中的力均为拉力，为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡时，mgF1sin ，当30时，F11.001 N，可求得m0.05 kg. (2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响，故C正确 答案 (1)F1 0.05 (2)C,频考一 对实验原理，实验操作的考查 1(2016厦门高三月考)在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条,(1)实验对两次拉伸
12、橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的_(填字母代号) A将橡皮条拉伸相同长度即可 B将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D将橡皮条和绳的结点拉到相同位置,(2)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_(填字母代号) A两细绳必须等长 B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 C用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大 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,解析 (1)实验对两次拉伸橡皮条的要求是两次拉伸橡皮条的作用效果要相同，故选项B、D正确(2)要减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都必须与木板平行用两弹簧秤同时拉细绳时，弹簧秤
13、的示数之差适当大些即可，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故B、D正确 答案 (1)BD (2)BD,2(2016沈阳高三一模)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,(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，请您提出两个解决办法,解析 (1)弹簧测力计读数为3.6 N. (2)验证力的平行四边形定则，需要分别测量各个力的大小和方向，所以A项是
14、必要的；根据仪器使用常识，弹簧测力计在使用前需校零，B项是必要的；实验中力必须在同一平面内，C项也是必要的；实验是验证三个力的关系，只要测出三个力就可以了，所以不需要固定O点位置，D项不必要，本题应选D项,答案 (1)3.6 (2)D (3)减小弹簧测力计B拉力的大小；减小重物M的质量(或将弹簧测力计A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等),3某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点分别为O、O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的
15、另一端也都连有细绳实验时，先将两条橡皮筋的一端的细绳固定在墙上的钉子A上，其中一条橡皮筋任其下垂，如图甲所示，将另一条橡皮筋的另一端的细绳也固定在墙上的钉子B上，如图乙所示,(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解，正确的为_ a橡皮筋的材料和原长相同即可 b橡皮筋的材料和粗细相同即可 c橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同,解析 本实验的目的是验证力的平行四边形定则，研究合力与分力的关系，而合力与分力是等效的，本实验采用作合力与分力图示的方法来验证，根据实验原理需要知道橡皮筋的伸长量才能表示橡皮筋的弹力，故应该测量橡皮筋的原长两条相同的橡皮筋是指橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同 答案 (1)bce (2)c,频考二 实验数据的处理及误差分析 4(2014江苏单科，11)小明通过实验验证力的平行四边形定则 (1)实验记录纸如图甲所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点三个力的大小分别为：F13.30 N、F23.85 N和F34.25 N请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力,(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋
