高中物理 第4章 怎樣求合力與分力 實(shí)驗(yàn)：探究合力與分力的關(guān)系課件 滬科版必修1.ppt

實(shí)驗(yàn) 探究合力與分力的關(guān)系 第4章怎樣求合力與分力 目標(biāo)定位 1 探究互成角度的兩個(gè)力合成的平行四邊形定則 2 練習(xí)用作圖法求兩個(gè)力的合力 內(nèi)容索引 知識(shí)探究新知探究點(diǎn)點(diǎn)落實(shí) 達(dá)標(biāo)檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)鞏固反饋 知識(shí)探究 一個(gè)力f的作用效果與兩個(gè)共點(diǎn)力f1和f2的共同作用效果都是把橡筋條結(jié)點(diǎn)拉伸到某點(diǎn) 則f為f1和f2的合力 作出f的圖示 再根據(jù)力的平行四邊形定則作出f1和f2的合力f 的圖示 比較f 與f在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否 即得到互成角度的兩個(gè)力合成遵從平行四邊形定則 一 實(shí)驗(yàn)原理 大小相等 方向相同 方木板 白紙 圖釘若干 細(xì)芯鉛筆 橡皮筋一段 細(xì)繩套兩個(gè) 彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè) 二 實(shí)驗(yàn)器材 三角板 刻度尺 1 儀器的安裝 1 釘白紙 用圖釘把一張白紙釘在方木板上 將方木板放在水平桌面上 2 拴繩套 用圖釘把橡皮筋的一端固定在木板上的a點(diǎn) 在橡皮筋的另一端拴上兩條細(xì)繩套 三 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 2 操作與記錄 1 兩力拉 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套 互成角度地拉橡皮筋 使橡皮筋伸長(zhǎng) 結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置o 如圖1所示 用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)o的位置和兩條細(xì)繩套的方向 并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù) 圖1 2 一力拉 只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì) 通過(guò)細(xì)繩套把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置o 記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向 3 作圖對(duì)比 1 理論值 在白紙上按比例從o點(diǎn)開(kāi)始作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋時(shí)拉力f1和f2的圖示 利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力f 2 測(cè)量值 按同樣的比例用刻度尺從o點(diǎn)起作出一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)拉力f 的圖示 如圖2所示 圖2 3 相比較 比較f 與用平行四邊形定則求得的合力f在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否重合 4 重復(fù)改變兩個(gè)分力f1和f2的大小和夾角 再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次 比較每次的f與f 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等 1 彈簧測(cè)力計(jì)使用前沒(méi)調(diào)零會(huì)造成誤差 2 使用中 彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧和外殼之間 指針和外殼之間或彈簧測(cè)力計(jì)的外殼和紙面之間有摩擦力存在會(huì)造成誤差 3 兩次測(cè)量拉力時(shí) 橡皮筋的結(jié)點(diǎn)沒(méi)有拉到同一點(diǎn)會(huì)造成偶然誤差 4 兩個(gè)分力的夾角太小或太大 f1 f2數(shù)值太小 應(yīng)用平行四邊形定則作圖時(shí) 會(huì)造成偶然誤差 四 誤差分析 1 結(jié)點(diǎn) 1 定位o點(diǎn)時(shí)要力求準(zhǔn)確 2 同一次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉長(zhǎng)后的o點(diǎn)必須保持位置不變 2 拉力 1 用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力時(shí)要使拉力沿彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向 2 應(yīng)使橡皮筋 彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi) 3 兩個(gè)分力f1 f2間的夾角 不要太大或太小 五 注意事項(xiàng) 3 作圖 1 在同一次實(shí)驗(yàn)中 選定的比例要相同 2 嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形 求出合力 例1李明同學(xué)在做 探究合力與分力的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)時(shí) 利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置o以及兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小 如圖3 a 所示 圖3 1 試在圖 a 中作出無(wú)實(shí)驗(yàn)誤差情況下f1和f2的合力圖示 并用f表示此力 答案如圖所示 答案 2 多選 有關(guān)此實(shí)驗(yàn) 下列敘述正確的是a 兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大b 橡皮筋的拉力是合力 兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是分力c 兩次拉橡皮筋時(shí) 需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置o 這樣做的目的是保證兩次彈簧測(cè)力計(jì)拉力的效果相同d 若只增大某一只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小而保持橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變 只需調(diào)整另一只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小即可 答案 3 如圖 b 所示是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果 其中哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí) 力f 是用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的圖示 張華的實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí) 答案 4 在以上比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中 造成誤差的主要原因是 至少寫(xiě)出兩種情況 f1的方向比真實(shí)方向偏左 f2的大小比真實(shí)值偏小且方向比真實(shí)方向偏左 作圖時(shí)兩虛線不分別與f1線和f2線平行 答案 解析本實(shí)驗(yàn)是采用等效替代的原理 當(dāng)兩個(gè)力作用使橡皮筋結(jié)點(diǎn)o伸長(zhǎng)到某一點(diǎn) 另一個(gè)力作用也使橡皮筋結(jié)點(diǎn)o伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)時(shí) 這個(gè)力就是前兩個(gè)力的合力 選b 例2在 探究合力與分力的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖4所示 其中a為固定橡皮筋的圖釘 o為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn) ob和oc為細(xì)繩 圖4 1 本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是a 理想實(shí)驗(yàn)法b 等效替代法c 控制變量法d 建立物理模型法 答案 解析 解析本實(shí)驗(yàn)中兩彈簧測(cè)力計(jì)所拉繩間的夾角一般在60 到120 之間較合適 a錯(cuò)誤 為了減小誤差 便于確定兩拉力的方向 拉橡皮筋的細(xì)繩要稍長(zhǎng)一些 且必須使橡皮筋 細(xì)繩 彈簧測(cè)力計(jì)都與木板平行 細(xì)繩要與彈簧測(cè)力計(jì)軸線在同一直線上 讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度 b c d均正確 2 多選 本實(shí)驗(yàn)中 采取下列哪些方法和步驟可以減小實(shí)驗(yàn)誤差a 兩個(gè)分力f1 f2間的夾角越大越好b 拉橡皮筋的細(xì)繩要稍長(zhǎng)一些c 實(shí)驗(yàn)中 彈簧測(cè)力計(jì)必須與木板平行d 讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度 答案 解析 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 1 多選 在做完 探究合力與分力的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)后 某同學(xué)將其實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程進(jìn)行了回顧 并在筆記本上記下如下幾條體會(huì) 你認(rèn)為他的體會(huì)中正確的是a 用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí) 應(yīng)使兩細(xì)繩套間的夾角為90 以便算出合力的大小b 用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)合力的圖示f與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)力的圖示f 不完全重合 在誤差允許范圍內(nèi) 可以說(shuō)明 力的平行四邊形定則 成立c 若f1 f2方向不變 而大小各增加1n 則合力的方向也不變 大小也增加1nd 在用彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí) 應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧與木板平面平行 答案 1 2 解析 解析用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí) 兩細(xì)繩套的夾角約在60 120 范圍 實(shí)驗(yàn)中不需要計(jì)算出合力的大小 沒(méi)必要非得把細(xì)繩套間夾角設(shè)定為90 a錯(cuò) 實(shí)驗(yàn)中f與f 的圖示不一定完全重合 只要兩者長(zhǎng)度差不多 夾角很小 就可以近似認(rèn)為驗(yàn)證了 力的平行四邊形定則 b對(duì) f1 f2夾角不確定 它們的大小與合力f的大小關(guān)系不確定 不能通過(guò)f1 f2大小的變化確定f大小的變化 c錯(cuò) 實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧與木板平面平行 d對(duì) 1 2 2 某同學(xué)用如圖5所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究合力與分力的關(guān)系 彈簧測(cè)力計(jì)a掛于固定點(diǎn)p 下端用細(xì)線掛一重物m 彈簧測(cè)力計(jì)b的一端用細(xì)線系于o點(diǎn) 手持另一端向左拉 使結(jié)點(diǎn)o靜止在某位置 分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)a和b的示數(shù) 并在貼于豎直木板的白紙上記錄o點(diǎn)的位置和拉線方向 答案 圖5 1 本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為n 圖中a的示數(shù)為 n 解析由彈簧測(cè)力計(jì)可讀出數(shù)據(jù)為3 6n 解析 3 6 1 2 2 下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是 請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母 a 應(yīng)測(cè)量重物m所受的重力b 彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零c 拉線方向應(yīng)與木板平面平行d 改變拉力 進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 每次都要使o點(diǎn)靜止在同一位置 答案 解析 解析因?yàn)橹灰猳點(diǎn)受力平衡 三個(gè)力的合力為零即可 沒(méi)有必要每次都要使o點(diǎn)靜止在同一位置 故選d 1 2 3 某次實(shí)驗(yàn)中 該同學(xué)發(fā)現(xiàn)