2018版高中物理第三章相互作用7實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則學(xué)案新人教版必修

1、7實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則2進(jìn)一步練習(xí)作圖法求兩個(gè)共點(diǎn)力的合力二、實(shí)驗(yàn)原理如果使F1、F2的共同作用效果與另一個(gè)力F的作用效果相同(橡皮條在某一方向伸長一定的長度)，那么，F(xiàn)就是力F1、F2的合力再以F1、F2為鄰邊用平行四邊形定則求出合力F，那么在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，F(xiàn)與F應(yīng)該大小相等、方向相同三、實(shí)驗(yàn)器材方木板、白紙、彈簧測力計(jì)(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、三角板、刻度尺、圖釘(若干)、鉛筆.一、實(shí)驗(yàn)步驟1儀器的安裝：用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套，如圖371

2、所示圖3712操作與記錄：(1)兩力拉：用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O(如圖371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，并記錄彈簧測力計(jì)的讀數(shù)(2)一力拉：只用一個(gè)彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向3作圖與分析：(1)理論值：在白紙上按比例從O點(diǎn)開始作出兩個(gè)彈簧測力計(jì)同時(shí)拉時(shí)彈簧測力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，如圖372所示，利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F.圖372(2)測量值：按同樣的比例用刻度尺從O點(diǎn)起作出一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮條時(shí)拉力F的圖示(3)相

3、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)是否相等4重復(fù)做實(shí)驗(yàn)：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)是否相等二、誤差分析產(chǎn)生原因減小方法偶然誤差讀數(shù)正視、平視彈簧測力計(jì)刻度作圖(1)兩分力夾角在60120之間(2)彈簧測力計(jì)讀數(shù)盡量大三、注意事項(xiàng)1彈簧測力計(jì)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)還需用鉤碼檢查是否存在示數(shù)值誤差，若存在，應(yīng)加以校正2被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計(jì)軸線方向一致，拉動(dòng)時(shí)彈簧不可與外殼相碰或摩擦3在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長時(shí)結(jié)點(diǎn)O的位置一定要相同4在具體實(shí)

4、驗(yàn)時(shí)，兩分力間夾角不宜過大，也不宜過小，以60120之間為宜5讀數(shù)時(shí)應(yīng)正視、平視刻度6使用彈簧測力計(jì)測力時(shí)，讀數(shù)應(yīng)盡量大些，但不能超出它的測量范圍.實(shí)驗(yàn)探究1實(shí)驗(yàn)原理的理解在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖373所示請將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：圖373用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O；記錄兩個(gè)彈簧測力計(jì)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(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；只用一個(gè)

5、彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測力計(jì)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，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(shí)驗(yàn)【解析】用鉛筆描出繩上的幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線(畫拉力的方向)，目的是畫出同兩分力產(chǎn)生相同效果的這個(gè)力的方向F與F3作比較，即比較用平行四邊形作出的合力和產(chǎn)生相同效果的實(shí)際的力是否相同，即可驗(yàn)證力的平行四邊形定則的正確性【答案】沿此時(shí)細(xì)繩套的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線F與F3實(shí)驗(yàn)探究2實(shí)驗(yàn)作圖和誤差分析李明同學(xué)在做“驗(yàn)證力

6、的平行四邊形定則”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點(diǎn)以及兩只彈簧測力計(jì)拉力的大小，如圖374甲所示【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】甲 乙圖374(1)試在圖甲中作出無實(shí)驗(yàn)誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力(2)(多選)有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是 A兩彈簧測力計(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力計(jì)拉力的效果相同D若只增大某一只彈簧測力計(jì)的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧測力計(jì)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(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一

7、個(gè)實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？(力F是用一只彈簧測力計(jì)拉時(shí)的圖示)答： (4)在以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)中，造成誤差的主要原因是：(至少寫出兩種情況)答： 【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(shí)大于合力，故A正確；結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，其中兩彈簧測力計(jì)的拉力的合力與第三個(gè)力橡皮筋拉力等大、反向，是一對平衡力，而橡皮筋的拉力不是合力，故B錯(cuò)；只有保證結(jié)點(diǎn)在同一位置才能說明作用效果相同，故C對；在此實(shí)驗(yàn)中，若兩個(gè)分力的大小變化而方向都不變，則合力必定變化，故D錯(cuò)(3)作圖法得到的F必為平行四邊形的對角線，單個(gè)彈簧測