高考物理一輪復習 實驗三 驗證力的平行四邊形定則專題精講課件.ppt

核心考點導學 師說 對于本實驗考題形式有兩種 一是作圖 二是誤差分析 作圖應(yīng)著重在其規(guī)范上 特別是給定坐標紙時 一定要弄清箭頭 箭尾的位置 了解 實驗?zāi)康?1 會使用彈簧測力計 2 驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則 理解 實驗原理 1 等效法 一個力f 的作用效果和兩個力f1 f2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點 所以一個力f 就是這兩個力f1和f2的合力 作出力f 的圖示 如圖所示 2 平行四邊形法 根據(jù)平行四邊形定則作出力f1和f2的合力f的圖示 3 驗證 比較f和f 的大小和方向是否相同 若在誤差允許的范圍內(nèi)相同 則驗證了力的平行四邊形定則 知道 實驗器材 方木板 白紙 彈簧測力計 兩只 橡皮條 細繩套 兩個 三角板 刻度尺 圖釘 幾個 熟習 實驗步驟 1 在水平桌面上平放一塊方木板 在方木板上鋪一張白紙 用圖釘把白紙固定在方木板上 2 用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的a點 在橡皮條的另一端拴上兩條細繩 細繩的另一端各系上細繩套 3 用兩個彈簧測力計分別鉤住細繩套 互成角度地拉橡皮條 將結(jié)點拉到某一位置o 如圖所示 4 用鉛筆描下o點的位置和兩條細繩的方向 讀出并記錄兩個彈簧測力計的示數(shù) 5 用鉛筆和刻度尺在白紙上從o點沿兩條細繩的方向畫直線 按一定的標度作出兩個力f1和f2的圖示 并以f1和f2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形 過o點的平行四邊形的對角線即為合力f 6 只用一個彈簧測力計 通過細繩把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置o 讀出并記錄彈簧測力計的示數(shù) 記下細繩的方向 按同一標度用刻度尺從o點作出這個力f 的圖示 7 比較f 與用平行四邊形定則求出的合力f的大小和方向 看它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等 8 改變f1和f2的大小和方向 再做兩次實驗 警惕 注意事項 1 正確使用彈簧測力計 1 彈簧測力計的選取方法是 將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤水平對拉 若兩只彈簧在對拉過程中 讀數(shù)相同 則可選 若讀數(shù)不同 應(yīng)另換 直至相同為止 2 彈簧測力計不能在超出它的測量范圍的情況下使用 3 使用前要檢查指針是否指在零刻度線上 否則應(yīng)校正零位 無法校正的要記錄下零誤差 4 被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計軸線方向一致 拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦 5 讀數(shù)時應(yīng)正對 平視刻度 2 實驗注意事項 1 不要直接以橡皮條端點為結(jié)點 可拴一短細繩連兩細繩套 以三繩交點為結(jié)點 應(yīng)使結(jié)點小些 以便準確地記錄結(jié)點o的位置 2 在同一次實驗中 使橡皮條拉長時結(jié)點o的位置一定要相同 3 不要用老化的橡皮條 檢查橡皮條是否老化的方法是用同一個彈簧測力計反復拉橡皮條 將橡皮條拉到相同的長度看彈簧測力計讀數(shù)有無變化 4 細繩套應(yīng)適當長一些 便于確定力的方向 不要直接沿細繩套的方向畫直線 應(yīng)在細繩套末端用鉛筆畫一個點 取掉細繩套后 再將所標點與o點連接以確定力的方向 5 在同一次實驗中 畫力的圖示時所選定的標度要相同 并且要恰當?shù)剡x取標度 使所作力的圖示稍大一些 3 誤差分析實驗中的誤差有彈簧測力計的精度造成的誤差 兩個彈簧測力計規(guī)格不完全相同造成的誤差 讀數(shù)不規(guī)范造成的誤差 彈簧測力計與板面不嚴格平行 彈簧測力計或橡皮條與紙面產(chǎn)生摩擦造成的誤差等 考向案例研究 例1 2012 浙江理綜 22 在 探究求合力的方法 實驗中 現(xiàn)有木板 白紙 圖釘 橡皮筋 細繩套和一把彈簧秤 1 為完成實驗 某同學另找來一根彈簧 先測量其勁度系數(shù) 得到的實驗數(shù)據(jù)如下表 用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k n m 2 某次實驗中 彈簧秤的指針位置如圖所示 其讀數(shù)為 n 同時利用 1 中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2 50n 請在圖中畫出這兩個共點力的合力f合 3 由圖得到f合 n 3 由平行四邊形定則做平行四邊形的對角線 兩分力方向已知 已知一個力的大小 利用比例計算如圖 f1 2 10n 長2 1cm f彈 2 5n 長2 5cm f合長3 3cm 則f合 3 3n 二 調(diào)用所學解題 1 如圖所示53 說明 2內(nèi)都可 2 2 10 說明 有效數(shù)字位數(shù)正確 0 02內(nèi)都可 作圖見解析 3 3 3 說明 0 2內(nèi)都可 三 同類提升演練1 2013 云南師大附中高三月考 在 探究力的平行四邊形定則 的實驗中 如圖所示 用釘把橡皮條的一端固定在板上的a點 在橡皮條的另一端栓上兩條細繩 細繩另一端系著繩套b c 用來連接彈簧測力計 其中a為固定橡皮盤的圖釘 o為橡皮筋與細繩的結(jié)點 ob和oc為細繩 1 本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為n 圖中的示數(shù)為 n 2 在本實驗中 如果只將細繩換成橡皮筋 其他步驟沒有改變 那么實驗結(jié)論 填 會 不會 發(fā)生變化 解析 彈簧測力計示數(shù)為3 60n 3 60n 3 64n均可 在實驗中 如果只將細繩換成橡皮筋 其他步驟沒有改變 那么實驗結(jié)果不會發(fā)生變化 答案 1 3 60n 2 不會 例2某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則 他找到三條相同的橡皮筋 遵循胡克定律 和若干小重物 以及刻度尺 三角板 鉛筆 細繩 白紙 釘子 設(shè)計了如下實驗 如右圖所示 將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子a b上 另一端與第三條橡皮筋連接 結(jié)點為o 將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物 1 為完成實驗 下述操作中必需的是 a 測量細繩的長度b 測量橡皮筋的原長c 測量懸掛重物后橡皮筋的長度d 記錄懸掛重物后結(jié)點o的位置 2 釘子位置固定 欲利用現(xiàn)有器材 改變條件再次驗證 可采用的方法是 一 名師分析解題 1 必需測量橡皮筋的原長和懸掛重物后橡皮筋的長度 這樣才能確定橡皮筋的伸長量 確定各力的大小 還需記錄懸掛重物后結(jié)點o的位置 同時記下三條橡皮筋所在的方向 以便確定各拉力的方向 根據(jù)平行四邊形定則做出合力的圖示 因此 必需的操作是b c d 2 改變條件再次驗證可采用更換不同的小重物的方法 二 調(diào)用所學解題 d 1 bcd 2 更換不同的小重物 三 同類提升演練2 在 驗證力的平行四邊形定則 的實驗中 橡皮條的一端固定在木板上 用兩個彈簧測力計把結(jié)點拉到某一確定的o點 以下操作錯誤的是 a 同一次實驗過程中 o點的位置允許變動b 實驗中 彈簧測力計必須保持與木板平行 讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計刻度c 實驗中 先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程 然后只需調(diào)節(jié)另一個彈簧測力計的大小和方向 把橡皮條的另一端拉到o點d 實驗中兩彈簧測力計的示數(shù)必須相同 解析 從橡皮條的固定點到o點的連線方向 是合力的作用線方向 如果o點變動 那么合力的大小 方向就要變化 力的作用效果也要變化 c選項中 若一個彈簧測力計已拉到最大量程 再調(diào)節(jié)另一個彈簧測力計 使橡皮條結(jié)點到o點 第一個彈簧測力計有可能會超過其量程而損壞 違反了儀器使用規(guī)則 d選項中 認為兩拉力必須相同是沒必要的 答案 acd 例3 2011 江蘇單科 10 8分 某同學用如圖所示的實驗裝置來驗證 力的平行四邊形定則 彈簧測力計a掛于固定點p 下端用細線掛一重物m 彈簧測力計b的一端用細線系于o點 手持另一端向左拉 使結(jié)點o靜止在某位置 分別讀出彈簧測力計a和b的示數(shù) 并在貼于豎直木板的白紙上記錄o點的位置和拉線的方向 1 本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為n 圖中a的示數(shù)為 n 一 名師分析解題 1 由圖知彈簧測力計的分度值為0 2n 按 二分之一 估讀法可知小數(shù)點后保留一位 故讀得結(jié)果為3 6n 2 本實驗是利用平衡條件確定兩拉力的合力 與重物m所受重力等值反向 故a是必要的 因彈簧測力計的零點誤差影響到各拉力的測量值 且不能保證各拉力的真實值之比與測量值之比相等 故b也是必要的 因只有拉線方向與木板平行時才能保證各力在豎直板上記錄的方向與真實方向相同 故c亦是必要的 由于本實驗中只需測出兩拉力的大小和方向以及重物的重力即可驗證平行四邊形定則 而測力計a的拉力不同時o點的位置就不同 故不可能也無必要使o點靜止在同一位置 答案為d 3 見答案 二 調(diào)用所學解題 1 3 6 2 d 3 改變彈簧測力計b拉力的大小 減小重物m的質(zhì)量 或?qū)更換成較大量程的彈簧測力計 改變彈簧測力計b拉力的方向等 三 同類提升演練3 2013 成都測試 某同學做 驗證力的平行四邊形定則 的實驗情況如圖甲所示 其中a為固定橡皮條的圖釘 o為橡皮條與細繩的結(jié)點 ob和oc為細繩 圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖 1 如果沒有操作失誤 圖乙中的f與f 兩力中 方向一定沿ao方向的是 2 本實驗采用的科學方法是 a 理想實驗法b 等效替代法c 控制變量法d 建立物理模型法 3 實驗時 主要的步驟是 a 在桌上放一塊方木板 在方木板上鋪一張白紙 用圖釘把白紙釘在方木板上 b 用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的a點 在橡皮條的另一端拴上兩條細繩 細繩的另一端系著繩套 c 用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套 互成角度地拉橡皮條 使橡皮條伸長 結(jié)點到達某一位置o 記錄下o點的位置 讀出兩個彈簧測力計的示數(shù) d 按選好的標度 用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力f1和f2的圖示 并用平行四邊形定則求出合力f e 只用一只彈簧測力計 通過細繩套拉橡皮條使其伸長 讀出彈簧測力計的示數(shù) 記下細繩的方向 按同一標度作出這個力f 的圖示 f 比較f 和f的大小和方向 看它們是否相同 得出結(jié)論 上述步驟中 有重要遺漏的步驟的序號是 和 遺漏的內(nèi)容分別是 和 解析 1 由一個彈簧測力計拉橡皮條至o點的拉力一定沿ao方向 而根據(jù)平行四邊形定則作