2013高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則課件 新人教版必修1

1、實(shí)驗(yàn)三　驗(yàn)證力的平行四邊形定則,實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證力的平行四邊形定則．,實(shí)驗(yàn)原理一個力F′的作用效果與兩個共點(diǎn)力F1和F2的共同作用效果都是把橡皮條拉伸到某點(diǎn)，所以F′為F1和F2的合力．作出F′的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2的合力F的圖示，比較F′和F是否大小相等，方向相同．,如果在誤差范圍內(nèi)，F(xiàn)′和F相同，那么力的平行四邊形定則就正確．,實(shí)驗(yàn)器材方木板、白紙、彈簧測力計(jì)即彈簧秤(兩只)、三角板、刻度尺、圖釘(幾

2、個)、細(xì)芯鉛筆、橡皮條、細(xì)繩套(兩個)．彈簧測力計(jì)測力原理是根據(jù)胡克定律，其適用范圍是在彈性限度內(nèi)，,刻度是0～5 N，分度值是0.1 N，它的拉桿和鉤的質(zhì)量較大，且零點(diǎn)是在豎直情況下校準(zhǔn)的，因此水平使用時要重新調(diào)零點(diǎn)．彈簧測力計(jì)的伸長方向要和所測拉力方向一致，彈簧測力計(jì)、指針、拉桿都不要與刻度板和刻度板末端的限位卡發(fā)生摩擦．,實(shí)驗(yàn)步驟1．用圖釘把白紙釘在水平桌面的方木板上．2．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

3、兩個細(xì)繩套．,3．用兩只彈簧測力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度拉橡皮條，將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置O，如圖2－5－1，記錄兩彈簧測力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時兩條細(xì)繩套的方向．,圖2－5－1,4．用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)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(jì)的讀數(shù)F1、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(diǎn)畫平行四邊形的對角線，即為合力F的圖示．,5．只用一只彈簧測力計(jì)鉤住細(xì)繩套，把橡皮

4、條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置O，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向，用刻度尺從O點(diǎn)按選定的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧測力計(jì)的拉力F′的圖示．,6．比較一下．力F′與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向．7．改變兩個力F1、F2的大小和夾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次．,誤差分析1．彈簧測力計(jì)使用前沒調(diào)零會造成系統(tǒng)誤差．2．使用中，彈簧測力計(jì)的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧測力計(jì)外殼和紙面之間有摩擦力存在會造成系統(tǒng)誤差．,3．兩次測量拉力時

5、，橡皮條的結(jié)點(diǎn)O沒有拉到同一點(diǎn)會造成偶然誤差．4．讀數(shù)時眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄，兩力的對邊一定要平行，否則會造成誤差．5．在應(yīng)用平行四邊形定則作圖時，F(xiàn)1、F2及合力F作圖不準(zhǔn)確．,注意事項(xiàng)1．不要直接以橡皮條端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，可拴一短細(xì)繩連兩細(xì)繩套，以三繩交點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，應(yīng)使結(jié)點(diǎn)小些，以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點(diǎn)O的位置．,2．在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長時結(jié)點(diǎn)O的位置一定要相同．(保證作用效果相同)3．不要用老化的橡皮條，檢

6、查方法是用一個彈簧測力計(jì)拉橡皮條，要反復(fù)做幾次，使橡皮條拉到相同的長度看彈簧測力計(jì)讀數(shù)有無變化．,4．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(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連直線確定力的方向．5．在同一次實(shí)驗(yàn)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，使所作力的圖示稍大一些．,6．用兩個彈簧測力計(jì)勾住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時，其夾角不宜太小，也不宜太大，以60

7、76;到100°之間為宜．,彈簧秤的選用1．彈簧測力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測力計(jì)調(diào)零后互鉤水平對拉，若兩只彈簧測力計(jì)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(jì)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(jì)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

8、刻度．,(2010·高考天津卷)在探究求合力的方法時，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩．實(shí)驗(yàn)時，需要兩次拉伸橡皮條，,一次是通過兩細(xì)繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條．(1)實(shí)驗(yàn)對兩次拉伸橡皮條的要求中，下列哪些說法是正確的________(填字母代號)．,A．將橡皮條拉伸相同長度即可B．將橡皮條沿相同方向拉到相同長度C．將彈簧秤都拉伸到相同刻度D．將橡

9、皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置,(2)同學(xué)們在操作過程中有如下議論，其中對減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是________(填字母代號)．A．兩細(xì)繩必須等長B．彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行,C．用兩彈簧秤同時拉細(xì)繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大D．拉橡皮條的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些【解析】　(1)實(shí)驗(yàn)對兩次拉伸橡皮條的要求是兩次拉伸橡皮條的作用效果要相同，故選項(xiàng)B、D正確．,(2)要減小實(shí)驗(yàn)誤差，彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都

10、必須與木板平行．用兩彈簧秤同時拉細(xì)繩時，彈簧秤的示數(shù)之差適當(dāng)大些即可，拉橡皮條的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，故B、D正確．【答案】　(1)BD　(2)BD,某同學(xué)在做“互成角度的兩個力的合成”的實(shí)驗(yàn)時，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2－5－2(a)所示．,圖2－5－2,(1)試在圖(a)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)有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是

11、__________．A．兩彈簧測力計(jì)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(jì)的拉力是分力C．兩次拉橡皮筋時，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(b)所示是甲和乙兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時得到的結(jié)果，其中哪一個比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？(力F′是用一只彈簧測力

12、計(jì)拉時的圖示)．,【解析】　(1)以F1、F2為鄰邊作平行四邊形，其對角線OF即為所求的合力(如圖2－5－3所示)．,圖2－5－3,(2)兩只彈簧測力計(jì)的拉力與橡皮筋的拉力的合力為零，它們之間不是合力與分力的關(guān)系，B錯誤；結(jié)點(diǎn)位置不變，合力不變，當(dāng)一只彈簧測力計(jì)的拉力大小改變時，另一只彈簧測力計(jì)的拉力的大小和方向必須都改變，故D錯誤；正確的選項(xiàng)為A、C.,(3)用平行四邊形定則求出的合力可以與橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只彈簧測力計(jì)拉

13、結(jié)點(diǎn)的拉力與橡皮筋拉力一定在同一直線上，故甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)．【答案】　(1)見解析　(2)AC(3)甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果,(2012·衡陽模擬)如圖2－5－4所示，某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)裝置研究支架上力的分解．A、B為兩個相同的雙向力傳感器，該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正，受到壓力時讀數(shù)為負(fù)．A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩，,可沿固定的板做圓弧形移動．B固定不動，通過光滑鉸鏈連接長0.3 m的桿．將細(xì)繩連接

14、在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架．保持桿在水平方向，按如下步驟操作：,圖2－5－4,①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB＝θ②對兩個傳感器進(jìn)行調(diào)零③用另一根繩在O點(diǎn)懸掛一個鉤碼，記錄兩個傳感器的讀數(shù)④取下鉤碼，移動傳感器A改變θ角,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，得到表格.(1)根據(jù)表格，A傳感器對應(yīng)的是表中力________(選填“F1”或“F2”)．鉤碼質(zhì)量為_____kg(保留1位有效數(shù)字)．,(2)本實(shí)驗(yàn)中多次對傳感器進(jìn)行調(diào)零，對此操作說明正確的

15、是________．A．因?yàn)槭孪韧浾{(diào)零B．何時調(diào)零對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響C．為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響,D．可以完全消除實(shí)驗(yàn)的誤差【解析】　(1)A傳感器中的力均為正值，故A傳感器對應(yīng)的是表中力F1，平衡時，mg＝F1sinθ，當(dāng)θ＝30°時，F(xiàn)1＝1.001 N，可求得m＝0.05 kg.,(2)在掛鉤碼之前，對傳感器進(jìn)行調(diào)零，目的是為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響，故C正確．【答案】　(1)F1　0.05　(