實驗三驗證力的平行四邊形定則(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗三驗證力的平行四邊形定則,)1實驗?zāi)康?1)驗證力的合成的平行四邊形定則(2)理解等效替代思想的應(yīng)用2實驗原理互成角度的兩個力F1、F2與另外一個力F產(chǎn)生相同的效果，看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與F在實驗誤差允許范圍內(nèi)是否相等3實驗器材方木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細(xì)繩套(兩個)、彈簧測力計(兩只)、三角板、刻度尺、鉛筆4實驗步驟(1)用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上(2)用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套(3)用兩只彈簧測力計分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與繩的結(jié)點伸長到某一位置O，如圖所示，記錄兩彈簧測

2、力計的讀數(shù)，用鉛筆描下O點的位置及此時兩細(xì)繩的方向(4)只用一只彈簧測力計通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向(5)改變兩彈簧測力計拉力的大小和方向，再重做兩次實驗1數(shù)據(jù)處理(1)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形， 過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示(2)用刻度尺從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實驗步驟(4)中彈簧測力計的拉力F的圖示(3)比較F與F是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗證平行四邊形定則2注意事項(1)同一實驗中的兩

3、只彈簧測力計的選取方法是：將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤對拉，讀數(shù)相同(2)在同一次實驗中，使橡皮條拉長時，結(jié)點O位置一定要相同(3)用兩只彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時，夾角不宜太大也不宜太小，在60°100°之間為宜(4)實驗時彈簧測力計應(yīng)與木板平行，讀數(shù)時眼睛要正視彈簧測力計的刻度，在合力不超過量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些(5)細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個點，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點與O點連接，即可確定力的方向(6)在同一次實驗中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，

4、使所作力的圖示稍大一些3誤差分析(1)彈簧測力計本身的誤差(2)讀數(shù)誤差和作圖誤差(3)兩分力F1、F2間的夾角越大，用平行四邊形定則作圖得出的合力F的誤差F也越大對原理和操作的考查(2015·高考山東卷)某同學(xué)通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則實驗步驟：將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)F，測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l)每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 N，測出所對應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：

5、F/N00.501.001.502.002.50l/cml010.9712.0213.0013.9815.05找出中F2.50 N時橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為O、O，橡皮筋的拉力記為FOO.在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到O點，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB.甲 乙完成下列作圖和填空：(1)利用表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙丙上畫出Fl圖線，根據(jù)圖線求得l0_cm.(2)測得OA6.00 cm，OB7.60 cm，則FOA的大小為_N.(3)在圖丁中根據(jù)給出的標(biāo)度，作出FOA和

6、FOB的合力F的圖示(4)通過比較F與_的大小和方向，即可得出實驗結(jié)論解析(1)如答案圖甲所示，由圖象知圖線與橫軸交點橫坐標(biāo)即彈簧原長，故l010.0 cm.(2)由圖象知橡皮筋的勁度系數(shù)k50.0 N/m，OA、OB的長度之和是13.60 cm，原長10 cm，則形變量x3.60 cm，所以彈力Tkx1.80 N.(3)合力F的圖示如答案圖乙所示(4)橡皮筋搭在秤鉤上拉至O點和把橡皮筋掛在秤鉤上拉至O點效果相同，F(xiàn)應(yīng)與FOO比較答案(1)如下圖甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正確)(2)1.80(1.701.90均正確)(3)如圖乙所示(4)FO O1(2015·高考安徽

7、卷)在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點，兩個細(xì)繩套系在橡皮條的另一端用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示請將以下的實驗操作和處理補充完整：用鉛筆描下結(jié)點位置，記為O；記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個點，用刻度尺把相應(yīng)的點連成線；只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點仍拉到位置O，記錄測力計的示數(shù)F3，_；按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3；根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F；比較_的一致程度

8、，若有較大差異，對其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實驗解析：使一個力F3的作用效果和兩個力F1、F2的共同作用效果相同，都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到某點，則力F3就是這兩個力F1、F2的合力作出F3的圖示，再根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1、F2的合力F的圖示，比較F和F3的大小和方向是否相同，從而驗證力的平行四邊形定則答案：沿此時細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點，用刻度尺把這些點連成直線F與F32在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，有下列實驗步驟：a在桌上放一塊方木板，在方木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上的A點b只用一只彈簧測力計，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位

9、置O，記下彈簧測力計的示數(shù)F和細(xì)繩的方向，按同樣比例作出力F的圖示c改變兩個分力的大小和夾角，再做兩次實驗d記下兩只彈簧測力計的示數(shù)F1、F2及結(jié)點的位置，描下兩條細(xì)繩的方向，在紙上按比例作出F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力F.e比較力F與F，可以看出，它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是相等的f把兩條細(xì)繩系在橡皮條的另一端，通過細(xì)繩用兩個彈簧測力計互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點到達(dá)某一位置O.完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是_(填寫步驟前面的字母)(2)下列哪些措施能減小實驗誤差_A兩條細(xì)繩必須等長B彈簧測力計、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平面平行C拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些，標(biāo)

10、記同一條細(xì)繩的方向時兩標(biāo)記點要適當(dāng)遠(yuǎn)一些D實驗前先把實驗所用的兩只彈簧測力計的掛鉤相互鉤住平放在桌面上，向相反方向拉動，檢查讀數(shù)是否相同，若不同，則進(jìn)行調(diào)節(jié)使之相同解析：(1)先固定好白紙和橡皮條，兩個彈簧測力計拉橡皮條到結(jié)點O，記下兩個力的大小和方向，然后用一個彈簧測力計拉橡皮條到O點，記下拉力的大小和方向，由平行四邊形定則畫出兩個力的合力，與第二次的一個力比較大小和方向；改變兩個分力的大小和夾角，重復(fù)實驗故實驗步驟為afdbec.(2)兩條細(xì)繩是否等長，不會影響實驗誤差，A錯誤；避免拉力和紙面不平行，那樣畫出的力就不是實際作用力了，B可以減小誤差；細(xì)繩稍長些，這樣在描點畫力的方向時，偏差少

11、，誤差小，C正確；實驗前調(diào)節(jié)彈簧測力計，使得兩個讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)相同，這樣畫出的平行四邊形才準(zhǔn)確，可以減小誤差，D正確答案：(1)afdbec(2)BCD數(shù)據(jù)處理和誤差分析(2014·高考江蘇卷)小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則(1)實驗記錄紙如圖甲所示，O 點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計共同作用時，拉力 F1和 F2 的方向分別過 P1 和 P2 點；一個彈簧測力計拉橡皮筋時，拉力 F3 的方向過 P3 點. 三個力的大小分別為：F13.30 N、F23.85 N和 F34.25 N. 請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出 F1和F2的合力(2)仔細(xì)分析實驗，小明懷疑實驗中的橡皮筋

12、被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實驗結(jié)果他用彈簧測力計先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度， 發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響實驗裝置如圖乙所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于 O 點，下端 N 掛一重物. 用與白紙平行的水平力緩慢地移動 N，在白紙上記錄下N 的軌跡. 重復(fù)上述過程，再次記錄下 N 的軌跡兩次實驗記錄的軌跡如圖丙所示. 過 O 點作一條直線與軌跡交于 a、b 兩點， 則實驗中橡皮筋分別被拉伸到 a 和 b 時所受拉力 Fa、Fb 的大小關(guān)系為_(3)根據(jù)(2)中的實驗，可以得出的實驗結(jié)果有哪些？_. (填寫選項前的字母)A橡皮筋的長度

13、與受到的拉力成正比B兩次受到的拉力相同時，橡皮筋第 2 次的長度較長C兩次被拉伸到相同長度時，橡皮筋第 2 次受到的拉力較大D兩次受到的拉力相同時，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大(4)根據(jù)小明的上述實驗探究，請對驗證力的平行四邊形定則實驗提出兩點注意事項_解析(1)用直尺作出如圖所示的力的示意圖，得到F合4.64.9 N都算對(2)根據(jù)力的平衡Fmgtan ，所以FaFb，為橡皮筋被拉伸的方向與豎直方向的夾角(3)選B、D.根據(jù)題圖，兩次受到的拉力相同時，橡皮筋第2次的長度較長，B項正確；根據(jù)題圖，兩次被拉伸到相同長度時，即OaOb，根據(jù)Fmgtan ，橡皮筋第2次受到的拉力較小，C項錯誤

14、；從題圖可以看出，兩次受到的拉力相同時，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大，D正確，A錯誤(4)橡皮筋拉伸不宜過長；選用新橡皮筋(或拉力不宜過大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧)答案(1)見解析圖(2)FaFb(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜過長；選用新橡皮筋(或：拉力不宜過大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧)3在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧秤(1)為完成實驗，某同學(xué)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)如表：彈力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸長量x/×102 m0.741.80

15、2.803.724.605.586.42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2.50 N，請畫出這兩個共點力的合力F合(3)由圖得到F合_N.解析：(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點，然后連成一條過原點的直線，如圖所示，直線的斜率等于彈簧的勁度系數(shù)，k N/m55 N/m；(2)讀出彈簧秤的讀數(shù)為2.10 N(保留三位有效數(shù)字)；以O(shè)為頂點，畫出兩彈簧的繩套方向就是兩拉力方向，再確定并畫好力的標(biāo)度，畫出兩拉力的圖示，以兩拉力為鄰邊作出平行四邊形，畫出平行四邊形的對角線，即合力F合；(3)用刻度尺量出合力

16、的長度，根據(jù)確定的標(biāo)度算出合力的大小答案：(1)53(±2)(2)2.10作圖見解析(圖略)(3)3.3(±0.2)4李明同學(xué)在做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點位置O點以及兩個彈簧測力計拉力的大小，如圖甲所示(1)試在圖甲中作出無實驗誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力(2)有關(guān)此實驗，下列敘述正確的是_A兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計的拉力是分力C兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉到同一位置O.這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計拉力的效果相同D若只增大某一個彈簧測力計的拉力的大小而要保證橡

17、皮筋結(jié)點位置不變，只需要調(diào)整另一個彈簧測力計的拉力的大小即可(3)圖乙是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實驗時得到的結(jié)果，其中哪一個實驗比較符合實驗事實？(力F是用一個彈簧測力計拉時的圖示)_解析：(1)用平行四邊形定則作圖，即以F1、F2為兩鄰邊作平行四邊形，對角線就表示合力F.(標(biāo)上箭頭表明方向)(2)兩分力可以同時大于合力，故A正確；結(jié)合受三個力作用處于平衡狀態(tài)，其中兩彈簧測力計的拉力的合力與第三個力橡皮筋的拉力等大反向，是一對平衡力，所以橡皮筋的拉力不是合力，故B錯；只有保證結(jié)點在同一位置才能說明作用效果相同，故C對；若兩個分力的大小變化而方向都不變，則合力必定變化，故D錯(3)作圖法得到的

18、F必為平行四邊形的對角線，單個彈簧測力計的拉力F一定與橡皮筋共線，故張華的實驗比較符合實驗事實答案：(1)如圖所示(2)AC(3)張華做實驗時得到的結(jié)果符合實驗事實力合成的平行四邊形定則掃一掃進(jìn)入精品微課以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)拓展性、開放性、探究性等特點命題視角1：考查對實驗原理的理解、實驗方法的遷移命題視角2：實驗器材的改進(jìn)(1)用橡皮筋彈簧秤三個相同的橡皮筋，可將三個橡皮筋系于一點，互成角度地將它們拉長，記下各自的拉力方向，伸長后的長度，并測出原長，根據(jù)伸長量確定三個拉力的大小關(guān)系，再結(jié)合力的圖示作圖驗證平行四邊形定則(2)使用力傳感器用力傳感器確定各力的大小，同時確定細(xì)繩中拉力的方向，再結(jié)合力的圖示作圖驗證平行四邊形定則(3)鉤碼彈簧秤范例某同學(xué)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(xì)線掛一重物M.彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點，手持另一端向左拉，