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1、高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第1页页第第8单元单元 实验实验 验证力的平行四边验证力的平行四边形定则形定则 高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第2页页高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第3页页高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第4页页一、实验目的一、实验目的验证互成角度的两个力的平行四边形定则验证互成角度的两个力的平行四边形定则二、实验原理二、实验原理本本实实
2、验验的的研研究究对对象象为为绳绳与与橡橡皮皮条条的的结结点点，当当用用一一个个力力F，与与同同时时用用两两个个共共点点力力F1、F2拉拉结结点点，使使结结点点均均至至O点点，说说明明F的的作作用用效效果果，可可用用F1和和F2的的合合作作用用效效果果代代替替，即即F应应为为F1和和F2的的合合力力根根据据平平行行四四边边形形定定则则作作出出力力F1和和F2的的合合力力F的的图图示示，比比较较F和和F的的大大小小和和方方向向是是否否都都相相同同，若若相相同同，则则说说明明互互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体
3、的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第5页页【例例1】在在“验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则”的的实实验验中中所所采采用的基本原理和研究方法是用的基本原理和研究方法是()A理想实验法理想实验法B建立物理模型法建立物理模型法C控制变量法控制变量法D等效替代法等效替代法高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第6页页【解解析析】在在“探探究究力力的的平平行行四四边边形形定定则则”实实验验中中要要求求两两次次拉拉橡橡皮皮筋筋的的效效果果相相同同，故故实实验验采采用用了了等等效效替替代代的的方方法法，选项选项D正确，选项正确，选
4、项A、B、C错误错误【答案答案】D高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第7页页三、实验器材三、实验器材方方木木板板，白白纸纸，弹弹簧簧测测力力计计(两两只只)，橡橡皮皮条条，细细绳绳套套(两两个个)，三角板，刻度尺，图钉，三角板，刻度尺，图钉(几个几个)高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第8页页四、实验步骤四、实验步骤1用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上2用用图图钉钉把把橡橡皮皮条条的的一一端端固固定定在在A点点，橡橡皮皮条条的的另另一一端端拴
5、上两个细绳套拴上两个细绳套高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第9页页3. 用用两两只只弹弹簧簧测测力力计计分分别别钩钩住住细细绳绳套套，互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条条，使使橡橡皮皮条条与与绳绳的的结结点点伸伸长长到到某某一一位位置置O，如如图图所所示示，记记录录两两弹弹簧簧测测力力计计的的读读数数，用用铅铅笔笔描描下下O点点的的位位置置及及此此时时两两细细绳绳套的方向套的方向4用用铅铅笔笔和和刻刻度度尺尺从从结结点点O沿沿两两条条细细绳绳方方向向画画直直线线，按按选选定定的的标标度度作作出出这这两两只只弹弹簧簧测测力力计计的的读读
6、数数F1和和F2的的图图示示，并并以以F1和和F2为为邻邻边边用用刻刻度度尺尺作作平平行行四四边边形形，过过O点点画画平平行行四四边边形形的对角线，此对角线即为合力的对角线，此对角线即为合力F的图示的图示高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第10页页5只只用用一一只只弹弹簧簧测测力力计计通通过过细细绳绳套套把把橡橡皮皮条条的的结结点点拉拉到到同同样样的的位位置置O，记记下下弹弹簧簧测测力力计计的的读读数数和和细细绳绳套套的的方方向向用用刻刻度度尺尺从从O点点按按同同样样的的标标度度沿沿记记录录的的方方向向作作出出这这只只弹弹簧簧测测力力计
7、计的的拉力拉力F的图示的图示6比比较较一一下下，力力F与与平平行行四四边边形形定定则则求求出出的的合合力力F在在大大小和方向上是否相同小和方向上是否相同7改改变变两两弹弹簧簧测测力力计计拉拉力力F1和和F2的的大大小小和和夹夹角角，再再重重做做两次实验两次实验高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第11页页【例例2】在在“探探究究求求合合力力的的方方法法”实实验验中中，现现有有木木板板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤(1)为为完完成成实实验验，某某同同学学另另找找来来一一根根弹弹簧簧，先先测测量
8、量其其劲劲度度系数系数k53 N/m；高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第12页页(2)某某次次实实验验中中，弹弹簧簧秤秤的的指指针针位位置置如如图图所所示示，其其读读数数为为_N；同同时时利利用用(1)中中结结果果获获得得弹弹簧簧上上的的弹弹力力值值为为2.50 N，请在图中画出这两个共点力的合力，请在图中画出这两个共点力的合力F合合；(3)由图得到由图得到F合合_N.高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第13页页【解解析析】(2)2.10(说说明明：有有效效数数字字位位数数正正
9、确确，0.02内内都都可可)注注意意估估读读，作作图图时时注注意意选选取取标标度度，都都从从O点点沿沿力力的的方方向向按力的大小作出力的图示，如图所示按力的大小作出力的图示，如图所示高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第14页页(3)以以这这两两个个力力2.10 N和和2.50 N，作作为为平平行行四四边边形形的的两两条条邻邻边边，作作平平行行四四边边形形，画画出出对对角角线线，用用刻刻度度尺尺量量出出平平行行四四边边形对角线的长度除以标度，得出形对角线的长度除以标度，得出F合合3.3 N，如图所示，如图所示【答答案案】(2)2.10(说
10、说明明：有有效效数数字字位位数数正正确确，0.02内内都可都可)，见，见解析解析图图(3)3.3(说明：说明：0.2内都可内都可)高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第15页页高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第16页页一、实验操作技巧一、实验操作技巧1在在同同一一次次实实验验中中，使使橡橡皮皮条条拉拉长长时时，结结点点O位位置置一一定定要相同要相同2用用两两只只弹弹簧簧测测力力计计钩钩住住绳绳套套互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条条时时，夹角不宜太大也不宜太小，在夹角不宜太大也不
11、宜太小，在60100之间为宜之间为宜3保保证证合合力力和和分分力力共共面面，读读数数时时应应注注意意使使弹弹簧簧测测力力计计与与木木板板平平行行，并并使使细细绳绳套套与与弹弹簧簧测测力力计计的的轴轴线线在在同同一一条条直直线线上上，避避免免弹弹簧簧测测力力计计的的外外壳壳和和弹弹簧簧测测力力计计的的限限位位孔孔之之间间有有摩摩擦擦，读读数数时时眼眼睛睛要要正正视视弹弹簧簧测测力力计计的的刻刻度度，在在合合力力不不超超过过量量程程及及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版
12、新课标版)第第17页页4细细绳绳套套应应适适当当长长一一些些，便便于于确确定定力力的的方方向向，不不要要直直接接沿沿细细绳绳套套的的方方向向画画直直线线，应应在在细细绳绳套套上上相相距距较较远远的的地地方方选选取取两个点，去掉细绳套后，连接两点，即可确定力的方向两个点，去掉细绳套后，连接两点，即可确定力的方向5调调零零后后的的弹弹簧簧测测力力计计以以两两只只互互钩钩对对拉拉，读读数数相相同同为为选选取准则取准则6在在同同一一次次实实验验中中，画画力力的的图图示示所所选选定定的的标标度度要要相相同同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些高考调研高考
13、调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第18页页【例例1】(2010天天津津)在在探探究究求求合合力力的的方方法法时时，先先将将橡橡皮皮条条的的一一端端固固定定在在水水平平木木板板上上，另另一一端端系系上上带带有有绳绳套套的的两两根根细细绳绳实实验验时时，需需要要两两次次拉拉伸伸橡橡皮皮条条，一一次次是是通通过过两两细细绳绳用用两两个个弹弹簧簧秤秤互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条条，另另一一次次是是用用一一个个弹弹簧簧秤秤通通过细绳拉橡皮条过细绳拉橡皮条高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第19
14、页页(1)实实验验对对两两次次拉拉伸伸橡橡皮皮条条的的要要求求中中，下下列列哪哪些些说说法法是是正正确的确的_(填选项字母填选项字母)A将橡皮条拉伸相同长度即可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将橡皮条和绳的结点拉到相同位置高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第20页页(2)同同学学们们在在操操作作过过程程中中有有如如下下议议论论，其其中中对对减减小小实实验验误误差有益的说法是差有益的说法是_(填选项字母填
15、选项字母)A两细绳必须等长两细绳必须等长B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C用用两两弹弹簧簧秤秤同同时时拉拉细细绳绳时时两两弹弹簧簧秤秤示示数数之之差差应应尽尽可可能能大大D拉拉橡橡皮皮条条的的细细绳绳要要长长些些，标标记记同同一一细细绳绳方方向向的的两两点点要要远些远些高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第21页页【解解析析】(1)本本实实验验的的目目的的是是为为了了验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则，即即研研究究合合力力与与分分力力的的关关系系，根根据据合合力力与与分分力力是是等等效效的的
16、，本本实实验验橡橡皮皮条条两两次次沿沿相相同同方方向向拉拉伸伸的的长长度度要要相相同同，故故A项项错错误误，B项项正正确确；在在白白纸纸上上标标下下第第一一次次橡橡皮皮条条和和绳绳的的结结点点的的位位置置，第第二二次次将将橡橡皮皮条条和和绳绳的的结结点点拉拉到到相相同同位位置置，表表明明两两次次效效果果相相同同，即即两两个个拉拉力力和和一一个个拉拉力力等等效效，而而弹弹簧簧秤秤不不必必拉拉到到相相同同刻刻度度，故故C项错误，项错误，D项正确项正确高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第22页页(2)本本实实验验要要求求共共点点力力同同时时共
17、共面面，为为了了减减小小实实验验误误差差，弹弹簧簧秤秤、细细绳绳、橡橡皮皮条条都都应应与与木木板板平平行行，否否则则，作作出出的的是是拉拉力力在在纸纸面面上上的的分分力力，误误差差较较大大，两两细细绳绳长长度度不不需需要要相相同同， A项项错错误误，B项项正正确确；用用两两弹弹簧簧秤秤同同时时拉拉细细绳绳时时弹弹簧簧读读数数没没有有要要求求，只只要要使使得得两两次次橡橡皮皮条条拉拉伸伸到到一一点点即即可可，C项项错错误误；弹弹簧簧秤秤标标记记同同一一细细绳绳方方向向的的两两点点要要远远些些，作作图图时时产产生生的的角角度度误误差差会会减减小小，D项正确项正确【答案答案】(1)BD(2)BD高考
18、调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第23页页二、实验误差的来源与分析二、实验误差的来源与分析本本实实验验误误差差除除弹弹簧簧测测力力计计本本身身的的误误差差外外，还还有有读读数数误误差差、作作图图误误差差因因此此，读读数数时时眼眼睛睛一一定定要要正正视视，要要按按有有效效数数字字正正确确读读数数和和记记录录；作作图图时时，两两个个分分力力F1、F2的的对对边边一一定定要要平平行行，两两个个分分力力间间夹夹角角越越大大，用用平平行行四四边边形形作作图图得得出出合合力力F的的误误差差F就就越越大大，所所以以，实实验验中中不不要要把把取取得得太太
19、大大本本实实验验允允许许的的误误差差范范围围是是：力力的的大大小小F5%F，F与与F的的夹夹角角7.对对于于F0、0和和F5%F、7的情况要分析原因的情况要分析原因高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第24页页【例例2】(原原创创题题)如如图图所所示示，是是两两位位同同学学在在研研究究“验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则”时时所所得得到到的的实实验验结结果果，若若F的的作作用用效效果果与与F1、F2共共同同作作用用效效果果相相同同，则则尊尊重重实实验验事事实实的的结结果果为为()高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平
20、衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第25页页【解解析析】若若F的的作作用用效效果果与与F1、F2共共同同作作用用效效果果相相同同，说说明明F为为实实验验值值，F为为理理论论值值，故故F一一定定沿沿橡橡皮皮条条方方向向，选选项项B、D错错误误；实实验验是是有有误误差差的的，选选项项C属属于于假假实实验验数数据据，凑凑的的数数据据，选选项项A更更尊尊重重实实验验事事实实的的结结果果，可可见见选选项项A正正确确，选选项项C错误错误【答案答案】A高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第26页页【学学法法指指导导】实实验验必必有有误误差差，A
21、图图中中F与与F误误差差较较大大的的原原因因可可能能是是，F1的的方方向向比比真真实实值值方方向向偏偏左左，F2的的大大小小比比真真实实值值偏偏小小且且方方向向比比真真实实值值方方向向偏偏左左，作作图图时时两两虚虚线线不不分分别别与与F1线线和和F2线线平平行行我我们们要要尽尽量量规规范范操操作作减减小小误误差差误误差差是是不不可可避避免免的的，千千万万不不要要硬硬凑凑数数据据而而使使实实验验达达到到“十十全全十十美美”，毫毫无无误误差差，要要尊尊重重客客观观事事实实，养养成成科科学学的的学学习习与与研研究究态态度度高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标
22、版新课标版)第第27页页高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第28页页一、力的合成的等效性一、力的合成的等效性【例例1】(原原创创题题)在在“验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则”实实验验中中，除除了了方方木木板板，白白纸纸，橡橡皮皮条条，细细绳绳套套(两两个个)，三三角角板板，刻刻度度尺尺，图图钉钉(几几个个)等等必必要要的的器器材材外外，只只用用一一个个弹弹簧簧测测力力计计，能能完完成成“互互成成角角度度的的两两个个力力的的合合成成”的的实实验验吗吗？如如果果能能，应应如何操作？如何操作？高考调研高考调研 第二章第二章 物体的
23、平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第29页页【解解析析】可可以以用用一一弹弹簧簧秤秤分分先先后后测测定定两两分分力力的的大大小小来来验证本实验主要操作步骤如下：验证本实验主要操作步骤如下：(1)把把两两条条细细线线中中的的一一条条细细线线与与弹弹簧簧秤秤连连接接，然然后后同同时时拉拉这这两两条条细细线线，使使结结点点至至O点点，记记下下两两条条线线的的方方向向和和弹弹簧簧秤秤的的示示数数F1.高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第30页页(2)放放回回橡橡皮皮条条后后，将将弹弹簧簧秤秤连连接接到到另另一一细细线线上上，
24、再再同同时时拉拉这这两两条条细细线线，使使结结点点至至O点点，并并使使两两条条细细线线位位于于记记录录下下来来的的方方向向，读读出出弹弹簧簧秤秤的的示示数数F2.按按选选定定的的标标度度作作出出F1和和F2的的图图示示，并并以以F1和和F2为为邻邻边边用用刻刻度度尺尺作作平平行行四四边边形形，过过O点点画画平平行行四四边边形的对角线，此对角线即为合力形的对角线，此对角线即为合力F的图示的图示高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第31页页(3)放放回回橡橡皮皮条条后后，将将弹弹簧簧秤秤连连接接到到任任一一细细线线上上，单单独独拉拉这这条条细
25、细线线，使使结结点点至至O点点，并并记记录录下下来来力力的的方方向向，读读出出弹弹簧簧秤秤的示数的示数F，按选定的标度作出，按选定的标度作出F的图示的图示(4)比比较较一一下下，力力F与与平平行行四四边边形形定定则则求求出出的的合合力力F在在大大小和方向上是否相同小和方向上是否相同(5)改变分力的大小和夹角，再重做两次实验改变分力的大小和夹角，再重做两次实验高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第32页页【学学法法指指导导】该该设设计计难难点点突突破破：“一一个个弹弹簧簧测测力力计计如如何何起起到到两两个个弹弹簧簧测测力力计计的的作作用用”
26、体体现现在在迁迁移移能能力力上上就就是是分分次次测测量量，但但仍仍遵遵循循力力的的合合成成的的等等效效性性，即即每每次次都都是是将将结结点点拉拉到同一位置，这是解决本实验的核心到同一位置，这是解决本实验的核心高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第33页页二、力的合成的动态分析二、力的合成的动态分析【例例2】如如图图所所示示，用用A、B两两弹弹簧簧秤秤拉拉橡橡皮皮条条，使使其其伸伸长长到到O点点，现现保保持持A的的读读数数不不变变，而而使使夹夹角角减减小小，适适当当调调整整弹簧秤弹簧秤B的拉力大小和方向，可使的拉力大小和方向，可使O点保持不
27、变，这时点保持不变，这时高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第34页页(1)B的示数应是的示数应是()A一定变大一定变大B一定不变一定不变C一定变小一定变小D变大、不变、变小均有可能变大、不变、变小均有可能(2)夹角夹角的变化应是的变化应是()A一定变大一定变大B一定不变一定不变C一定变小一定变小D变大、不变、变小均有可能变大、不变、变小均有可能高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第35页页【解解析析】“使使O点点保保持持不不变变”即即表表明明A、B拉拉力力的的合合力力的的大大小小和
28、和方方向向不不变变，则则以以O为为圆圆心心，以以A力力大大小小为为半半径径画画圆圆弧弧如如图图所所示示根根据据平平行行四四边边形形定定则则，按按题题意意减减小小，可可知知B的的拉拉力力的的大大小小和和方方向向均均发发生生相相应应的的变变化化由由右右图图可可知知B的的拉拉力力的的大大小和角度小和角度都将变小，故都将变小，故(1)、(2)均选均选C项项【答案答案】(1)C(2)C高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第36页页【触触类类旁旁通通】如如图图所所示示，在在“验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则”这这一一实实验验中中，两两弹弹
29、簧簧秤秤现现在在的的夹夹角角为为90，使使b弹弹簧簧秤秤从从图图示示位位置置开开始始沿沿箭箭头头方方向向缓缓慢慢转转动动，在在这这过过程程中中，保保持持O点点的的位位置置和和a弹弹簧簧秤秤的的拉拉伸伸方方向向不不变变，则则在在整整个个过过程程中中，关关于于a、b两弹簧秤示数的变化情况是两弹簧秤示数的变化情况是()高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第37页页Aa示数增大，示数增大，b示数减小示数减小Ba示数减小，示数减小，b示数增大示数增大Ca示数减小，示数减小，b示数先增大后减小示数先增大后减小Da示数减小，示数减小，b示数先减小后增大
30、示数先减小后增大高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第38页页【解解析析】对对点点O受受力力分分析析，受受到到两两个个弹弹簧簧的的拉拉力力和和橡橡皮皮条条的的拉拉力力，如如图图所所示示，其其中中橡橡皮皮条条的的拉拉力力大大小小不不变变，a弹弹簧簧拉拉力力方方向向不不变变，b弹弹簧簧拉拉力力方方向向和和大大小小都都改改变变，由由图图可可知知a示示数数减小，减小，b示数增大，故选项示数增大，故选项A、C、D错误，选项错误，选项B正确正确【答案答案】B高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第39页页【学学法法指指导导】作作图图法法求求解解力力的的合合成成问问题题，重重点点是是规规范范作作图图，规规范范作作图图能能直直观观判判断断出出各各量量的的变变化化关关系系，切切忌忌作作图图太太随意，将会给解题造成误判的麻烦随意，将会给解题造成误判的麻烦高考调研高考调研 第二章第二章 物体的平衡物体的平衡高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第40页页课时作业（课时作业（word）
