2017年高考物理一轮复习课件 实验（3）验证力的平行四边形定则

2017年高考物理一轮复习课件 实验（3）验证力的平行四边形定则内容摘要：

1、实验三 验证力的平行四边形定则 误差分析 除弹簧测力计本身的误差外 ， 还有读数误差 、 作图误差等。 (1)结点 O 定位 同一次实验中橡皮条拉长后的 (2)拉力 用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向。 应尽量使橡皮条 、 弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内。 两个分力 不要太大或太小。 (3)作图 在同一次实验中 ， 选定的比例要相同。 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。 注意事项 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 ，用一个弹簧测力计拉 2、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 等。 热点一 实验原理及实验操作 【例 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 1所示。 请将以下的实验操作和处理补充完整： 图 1 用铅笔描下结点位置 ， 记为 O； 记录两个弹簧测力计的示数 2， 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 3、的点连成线； 只用一个弹簧测力计 ， 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 _ _； 按照力的图示要求 ， 作出拉力 根据力的平行四边形定则作出 2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 步骤 中应记录此时拉力的大小和方向 ， 结合步骤 的操作 ， 中横线应填写：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。 步骤 要验证平行四边形定则 ， 需要比较 3的大小 ， 方向是否一致 ， 故 中横线应填写： 3 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 4、些点连成直线 3 【 变式训练 】 操作过程如下： 将一张白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的一端固定在 一端拴上两个细绳套，用两个弹簧测力计互成角度地拉两个细绳套，使细绳套和橡皮筋的结点位于图 2中的 图 2 在白纸上记录 同时读出两弹簧测力计的读数 2； 选取合适的标度在白纸上作出 2的图示 ， 由平行四边形定则作出 2的合力 F； 用一个弹簧测力计拉细绳套 ， 使细绳套和橡皮筋的结点仍到达 在白纸上记录细绳套的方向 ， 同时读出弹簧测力计的读数 F； 按以上选取的标度在白纸上作出 F的图示 ， 比较 的大小和方向； 改变两细绳套的方向和弹簧测力计的拉力的大小 ， 重复以上操作 ， 得出实 5、验结论。 (1)对本实验的下列叙述中正确的是 _； 标记同一细绳套方向的两点要远一些 (2)某次操作时两弹簧测力计的指针指在图 2中所示的位置 ， 则两弹簧测力计的读数分别为 _ N、 _ N； (3)如果本实验所用弹簧测力计的量程均为 5 N。 其中图 3甲中 、 ， 且两力互相垂直；图乙中 ，且两力的夹角为 30 ；图丙中 ， 且两力的夹角为120。 其中明显不符合操作的是图 _。 图 3 解析 (2)由弹簧测力计的读数规则可知 、 ；(3)明显不符合操作的是图乙 ， 因为图中两个力的合力超过了弹簧测力计的量程 ， 若用一个弹簧测力计拉时拉不到 答案 (1)2)3)乙 特别提醒 操作关 6、键注意三点 (1)每次拉伸结果位置 (2)记下每次各力的大小和方向。 (3)画力的图示时应选择适当的标度。 热点二 数据处理及误差分析 【 例 2】 (2015山东理综 ， 21)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 ， 使其轴线沿竖直方向。 如图 4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 记录弹簧秤的示数 F，测量并记录 即橡皮筋的长度 l)。 每次将弹簧秤示数改变 ， 测出所对应的 l， 部分数据如下表所示： 图 4 F(N) 0 7、l( 找出 中 F 时橡皮筋两端的位置 ， 重新标记为 O、 O，橡皮筋的拉力记为。 在秤钩上涂抹少许润滑油 ， 将橡皮筋搭在秤钩上 ， 如图 5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 将两笔尖的位置标记为 A、 B， 橡皮筋 图 5 完成下列作图和填空： (1)利用表中数据在给出的坐标纸 (图 6)上画出 F 据图线求得 _ 图 6 (2)测得 则 _N。 (3)根据给出的标度 ， 在图 7中作出 的图示。 图 7 (4)通过比较 F与 _的大小和方向 ， 即可得出实验结论。 解析 (1)做出 F 如图甲所示 ， 求得直线的截距即为 得 10.0 (2) 8、 可计算橡皮筋的劲度系数 k F xm 50 N/m 若 则橡皮筋的弹力为 F k x 50 ( 7 10 2N 则此时 F F。 (3)， 两力的合力 F如图乙所示。 (4)通过比较 F和 的大小和方向 ， 可得出实验结论。 答案 (1)如图甲所示 (2) (3)如图乙所示 (4) 【 变式训练 】 甲所示的装置做 “ 验证力的平行四边形定则 ” 实验。 (1)某同学的实验操作如下 ， 请完成相关内容。 图 8 在桌面上放一方木板 ， 在方木板上铺一张白纸 ， 用图钉把白纸钉在方木板上。 用图钉把橡皮条一端固定在 另一端系上两根细绳 ， 细绳的另一端系有绳套。 用两个弹簧测力计分 9、别钩住绳套 ， 互成角度地拉橡皮条 ， 橡皮条伸长 ， 使结点到达某一位置 O。 记下 读出两个弹簧测力计的示数 ， 并 _。 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2的图示 ， 并用平行四边形定则求出合力 F。 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的位置 O， _，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力 F的图示。 (2)某次实验中弹簧测力计的示数如图乙所示 ， 则两弹簧测力计的拉力的大小分别为 _ N、 _ N。 (3)某同学完成验证力的平行四边形定则实验操作后得到的数据如图丙 ， 请选好标度在方框中作图完成该同学未完成的实验处理。 结论： _。 (4) 10、若两个弹簧测力计的读数分别为 、 ，且两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角，则 _(选填 “ 能 ” 或 “ 不能 ” )用一个量程为 5 由是_。 解析 (1) 用两个弹簧测力计分别钩住绳套 ， 互成角度地拉橡皮条 ， 橡皮条伸长 ， 使结点到达某一位置 O， 此时需要用铅笔记下 读出两个弹簧测力计的示数。 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， 此时需要读出弹簧测力计的示数 ， 并记下细绳的方向。 (2)两个弹簧测力计的读数分别为 和。 (3)如图所示。 根据所作的图象可得到的结论是：在误差允许范围内 ， 合力与分力是等效替代的关系 ， 且互成角度的两个力合 11、成时遵循平行四边形定则。 (4)不能 ， 因为 和 两个力的合力会大于 5 N， 超过弹簧测力计的量程。 答案 (1) 记下两条细绳的方向 读出弹簧测力计的示数 (2)3)如图所示；在误差允许范围内，合力与分力是等效替代的关系，且互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则 (4)不能 超过弹簧测力计的量程 热点三 实验的改进与创新 以本实验为背景 ， 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 、 实验仪器设置题目。 实验方法的迁移 (1)橡皮筋弹簧测力计 (2)钩码弹簧测力计 【 例 3】 某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋来验证力的平行四边形定则 ， 设计了如下实验： 图 9 (1)将橡皮筋的两端分别与两条细线相连 ， 测出橡皮筋的原长； (2)将橡皮筋一端用细线固定在竖直板上的 橡皮筋的中点 物自然下垂，如图 9甲所示； (3)将橡皮筋另一端用细线固定在竖直板上的 如图乙所示。 为完成实验 ， 下述操作中必需的是 _(填正确答案标号 )。