2022年高考物理实验三验证力的平行四边形定则理论指导.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 高考物理一轮复习试验三 验证力的平行四边形定就1 把握弹簧测力计的正确使用方法；2 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定就；使一个力 F 和两个力F1、F2都让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点,即它们的作用成效相同,所以一个力 F 就是这两个力 F1 和 F2的合力；作出力 F 的图示,再依据平行四边形定就作出力 F1 和 F2的合力 F 的图示,比较 F 和 F 的大小和方向是否都相同；方木板, 白纸, 弹簧测力计 两只 ,橡皮条, 细绳套 两个 ,三角板, 刻度尺, 图钉 几个 、铅笔；1 用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上；2 用图钉把橡皮条的一端固定在A 点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套；图实 31 3 用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O,如图实 31 所示, 记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向；4 只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置 O,登记弹簧测力计的读数和细绳的方向；5 转变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次试验；1 用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测名师归纳总结 力计的拉力F1和 F2 的图示,并以F1 和 F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边第 1 页,共 6 页形的对角线,此对角线即为合力F 的图示；F 的图示；2 用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3 比较 F 与 F 是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定就；1 使用弹簧测力计前,要先观看指针是否指在零刻度处,如指针不在零刻度处,要设 法调整指针,使之指在零刻度处；再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,如果两个示数相同方可使用；2 细绳套应适当长一些,便于确定力的方向；不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉细绳套后,再将所标点与O点连接,即可确定力的方向；3 用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60° 100° 之间为宜；4 在同一次试验中,使橡皮条拉长时结点的位置肯定要相同；5 在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向；弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、 细绳套应当位于与纸面平行的同一平面内；要防止弹簧测力计卡壳,防止弹簧测力计或橡皮条与纸面有摩擦；6 在同一试验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些；1读数误差弹簧测力计数据在答应的情形下,尽量大一些, 读数时眼睛肯定要正视,要按有效数字正确读数和记录；2作图误差1 结点 O的位置和两个弹簧测力计的方向画得不精确,造成作图误差；2 两个分力的起始夹角太大,如大于120° ,再重复做两次试验,为保证结点O位置不变 即保证合力不变 ,就 变化范畴不大,因而弹簧测力计示数变化不显著,读数误差较大,导致作图产生较大误差；3 作图比例不恰当、不精确等造成作图误差；本试验用一个弹簧测力计也可以完成,详细操作如下：1 把两条细绳套中的一条细绳套与弹簧测力计连接,另一条细绳套用手直接抓住,然后同时拉这两条细绳套,使结点至O点,登记两条细绳套的方向和弹簧测力计的示数F1；2 放回橡皮条后,将弹簧测力计连接到另一细绳套上,用手再同时拉这两条细绳套,使结点至 O点,并使两条细绳套位于记录下来的方向上,读出弹簧测力计的示数 F2；其他步骤与供应两只弹簧测力计相同；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验原理与操作 例 1 2022· 长沙模拟 某同学做“ 验证力的平行四边形定就” 的试验情形如图实32 甲所示,其中 A 为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB与 OC为细绳；图乙是在白纸上依据试验结果画出的图；图实 32 1 假如没有操作失误,图乙中的 F 与 F 两力中,方向肯定沿 AO方向的是 _；2 本试验采纳的科学方法是 _；A抱负试验法 B等效替代法C掌握变量法 D建立物理模型法3 试验时,主要的步骤是：A在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上；B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的 的另一端系着绳套；A 点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳C用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达 某一位置 O；记录下 O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数；D按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力 行四边形定就求出合力 F；F1和 F2 的图示,并用平E只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记 下细绳的方向,按同一标度作出这个 F 的图示；F比较 F 和 F 的大小和方向,看它们是否相同,得出结论；上述步骤中：有重要遗漏的步骤的序号是_和_；遗漏的内容分别是 _ 和_ ； 解析 1 由一个弹簧测力计拉橡皮条至 O点的拉力肯定沿 AO方向；而依据平行四边形定就作出的合力,由于误差的存在,不肯定沿 AO方向,故肯定沿 AO方向的是 F ；2 一个力的作用成效与两个力的作用成效相同,它们的作用成效可以等效替代,故 B正确；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 依据“ 验证力的平行四边形定就” 试验的操作规程可知,有重要遗漏的步骤的序号是 C、 E；在 C中未登记两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置 O； 答案 F2B 3 C E C中应加上“ 登记两条细绳的方向”E 中应说明“ 把橡皮条的结点拉到同一位置 O”数据处理与误差分析 例 2 李明同学在做“ 互成角度的两个力的合成” 试验时,利用坐标纸登记了橡皮筋的结点位置 O点以及两只弹簧秤拉力的大小,如图实3 3 所示；图实 33 1 试在图中作出无试验误差情形下F1 和 F2的合力图示,并用F表示此力；2 有关此试验,以下表达正确选项_；A两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力,两弹簧秤的拉力是分力C两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置 秤拉力的成效相同O；这样做的目的是保证两次弹簧D如只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只 弹簧秤拉力的大小即可 3 如图实 34 所示是张华和李明两位同学在做以上试验时得到的结果,其中哪一个 试验比较符合试验事实？ 力 F 是用一只弹簧秤拉时的图示 答：_ ；图实 34 4 在以上比较符合试验事实的一位同学中,造成误差的主要缘由是什么？ 至少写出两种情形 名师归纳总结 答：第 4 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - _ ； 解析 1 依据平行四边形定就,作出如下列图的合力；2 依据合力与分力的关系,两个分力都可以大于合力,因此两弹簧秤的拉力可以同时 比橡皮筋的拉力大,A正确；两弹簧秤的拉力是分力,橡皮筋的拉力与两弹簧秤的拉力的合 力等大反向, B 错误； C项中的表达正确；如只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮 筋结点位置不变,只调整另一只弹簧秤拉力的大小不肯定能达到成效,有时仍要调整方向,D错误；3 张华做的符合试验事实；4 F1 的方向比真实方向偏左；F2 的大小比真实值偏大且方向比真实方向偏左；作图时两虚线不分别与 F1线和 F2 线平行； 答案 1 图见解析 2AC 3 张华 4 见解析同类试验的拓展与创新 例 3 如图实 35 所示,某试验小组同学利用DIS 试验装置讨论支架上力的分解,A、B 为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负； A 连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动；B 固定不动,通过光滑铰链连接长 0.3 m的杆；将细绳连接在杆右端O点构成支架； 保持杆在水平方向,按如下步骤操作：图实 35 测量绳子与水平杆的夹角AOB ；对两个传感器进行调零；用另一根绳在 O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数；取下钩码,移动传感器 A 转变 角；重复上述试验步骤,得到表格；名师归纳总结 F11.0010.5801.002第 5 页,共 6 页F20.8680.2910.86530°60°150°- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1 依据表格, A 传感器对应的是表中力_ 选填“F1” 或“F2” ；钩码质量为_ kg 保留 1 位有效数字 ；2 本试验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确选项 A由于事先遗忘调零 B何时调零对试验结果没有影响 C为了排除横杆自身重力对结果的影响 D可以完全排除试验的误差 解析 1 A 传感器中的力均为正值,故A 传感器对应的是表中力F1,平稳时, mgF1sin ,当 30° 时, F11.001 N ,可求得 m0.05 kg ；2 在挂钩码之前,对传感器进行调零,目的是为了排除横杆自身重力对结果的影响,故 C正确；名师归纳总结 答案 1 F10.05 2C 第 6 页,共 6 页- - - - - - -