实验验证力的平行四边形定则幻灯片.ppt

实验验证力的平行四边形定则第1页，共30页，编辑于2022年，星期五一、实验目的：一、实验目的：1验验证证互互成成角角度度的的两两个个共共点点力力合合成成时时的的平平行行四四边边形形定则定则2通通过过验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则，培培养养学学生生用用图图象象法处理实验数据法处理实验数据，并得出结论的能力，并得出结论的能力第2页，共30页，编辑于2022年，星期五二、实验原理：掌握二、实验原理：掌握使使F的的作作用用效效果果以以及及F1和和F2的的作作用用效效果果都都是是使使橡橡皮皮条条伸伸长长到到某某点点，所所以以F为为F1和和F2的的合合力力，作作出出F的的图图示示，再再根根据据平平行行四四边边形形定定则则作作出出F1和和F2的的合合力力F的的图图示示，比比较较F、F在实验误差允许的范围内是否大小相等方向相同在实验误差允许的范围内是否大小相等方向相同三、实验器材：【记住步骤，可不记】三、实验器材：【记住步骤，可不记】方方木木板板一一块块，白白纸纸，弹弹簧簧秤秤两两个个，橡橡皮皮条条，细细绳绳套套两两个，个，三角板三角板，刻度尺，图钉几个，铅笔，刻度尺，图钉几个，铅笔第3页，共30页，编辑于2022年，星期五四、实验步骤：【牢记】四、实验步骤：【牢记】图图11如如图图1所所示示，在在桌桌上上平平放放一一块块方方木木板板，在在方方木木板板上上铺一张铺一张白纸白纸，用，用图钉图钉把白纸钉在方木板上把白纸钉在方木板上第4页，共30页，编辑于2022年，星期五2用用图图钉钉把把橡橡皮皮条条的的一一端端固固定定在在板板上上的的A点点，在在橡橡皮皮条的另一端挂上两条条的另一端挂上两条细绳细绳，细绳细绳的另一端系着的另一端系着绳绳套套3用用两两个个弹弹簧簧秤秤分分别别钩钩住住绳绳套套，互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条，使橡皮条伸条，使橡皮条伸长长，结结点到达某一位置点到达某一位置O.4用用铅铅笔笔记记下下O点点的的位位置置和和两两条条细细绳绳的的方方向向，读读出出并并记录记录两个两个弹弹簧秤的示数簧秤的示数第5页，共30页，编辑于2022年，星期五5用用铅铅笔笔和和刻刻度度尺尺在在白白纸纸上上从从O点点沿沿着着两两条条细细绳绳的的方方向向画画直直线线，按按着着一一定定的的标标度度作作出出两两个个力力F1和和F2的的图图示示，用用平行四平行四边边形定形定则则求出合力求出合力F.6只只用用一一个个弹弹簧簧秤秤，通通过过细细绳绳把把橡橡皮皮条条的的结结点点拉拉到到同同样样位位置置O，读读出出并并记记录录弹弹簧簧秤秤的的示示数数，记记下下细细绳绳的的方方向向，按同一按同一标标度作出度作出这这个力个力F的的图图示示7比比较较力力F与与合合力力F的的大大小小和和方方向向，看看它它们们在在实实验验误误差允差允许许的范的范围围内是否相等内是否相等8改改变变两个分力的大小和两个分力的大小和夹夹角，再做两次角，再做两次实验实验第6页，共30页，编辑于2022年，星期五五、注意事项：【重点】五、注意事项：【重点】1两两只只弹弹簧簧秤秤在在使使用用前前应应检检查查、校校正正零零点点，检检查查量量程程和和最最小小刻刻度度单单位位，将将两两弹弹簧簧秤秤钩钩好好后后对对拉拉，若若两两只只弹弹簧簧秤秤在在拉拉的的过过程程中中，读读数数相相同同，则则可可选选用用，若若不不同同，应应另另换换，直至相同为止使用弹簧秤时应与板面平行直至相同为止使用弹簧秤时应与板面平行2实实验验过过程程中中，在在使使用用弹弹簧簧秤秤的的时时候候，要要注注意意使使弹弹簧秤与木板平面簧秤与木板平面平行平行3选选用用的的橡橡皮皮条条应应富富有有弹弹性性，能能发发生生弹弹性性形形变变，同同一次实验中，橡皮条拉长后的结点一次实验中，橡皮条拉长后的结点O的位置必须保持不变的位置必须保持不变第7页，共30页，编辑于2022年，星期五4在在满满足足合合力力不不超超过过弹弹簧簧秤秤量量程程及及橡橡皮皮条条形形变变不不超超过过弹弹性性限限度度的的条条件件下下，应应使使拉拉力力尽尽量量大大一一些些，以以减减小小误误差差5画画力力的的图图示示时时，应应选选定定恰恰当当的的单单位位长长度度作作为为标标度度；作作力力的的合合成成图图时时，应应尽尽量量将将图图画画得得大大一一些些，但但也也不不要要太太大大而而画画出出纸纸外外，要要严严格格按按力力的的图图示示要要求求和和几几何何作作图图法法作作出出合合力力6由由作作图图法法得得到到的的F和和实实际际测测量量得得到到的的F不不可可能能完完全全符合，但在符合，但在误误差允差允许许范范围围内可以内可以认为认为F与与F符合即可符合即可第8页，共30页，编辑于2022年，星期五解题技巧一、关于数据的记录一、关于数据的记录二、实验误差的来源与分析二、实验误差的来源与分析三、实验结论的得出三、实验结论的得出第9页，共30页，编辑于2022年，星期五一、关于数据的记录技法讲解技法讲解本本实实验验中中先先用用两两只只弹弹簧簧秤秤分分别别钩钩住住细细绳绳套套，互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条条将将结结点点拉拉到到某某一一位位置置O，应应记记录录此此时时两两弹弹簧簧秤秤的的读读数数及及两两条条细细绳绳套套的的方方向向，并并用用铅铅笔笔描描下下O点点的的位位置置最最后后只只用用一一只只弹弹簧簧秤秤钩钩住住细细绳绳套套，把把橡橡皮皮条条的的结结点点拉拉到到同同样样的的位位置置O，记记下下弹弹簧簧秤秤的的读读数数F，和和细细绳绳的的方方向向.本本实实验验成成败败的的关关键键就就是是前前后后两两次次都都要要把把结结点点拉拉到到同同一一位置，并记好弹簧秤读数及细绳套的方向位置，并记好弹簧秤读数及细绳套的方向.第10页，共30页，编辑于2022年，星期五二、实验误差的来源与分析技法讲解技法讲解本本实实验验的的主主要要误误差差来来源源于于读读数数、作作图图，此此外外还还有有弹弹簧簧秤本身的误差，因此，首先应检查秤本身的误差，因此，首先应检查弹簧秤的弹簧秤的零零刻刻线线是是否否准准确确在在实实验验中中拉拉细细绳绳时时必必须须保保持持弹弹簧簧秤秤与与板板面面平平行行，读读数数时时眼眼睛睛一一定定要要正正对对刻刻线线，按按有有效效数数字字记记录录示示数数，作作图图时时要要准准确确，两两个个分分力力F1、F2间间夹夹角角不不能能太太大大或或太太小小，要要按按实实验验的的要要求求进进行行操操作作、读读数数、作作图图，即即使使存存在在误误差差，也也是是正正常常的的，不不能能用用数数据据拼拼凑凑使使实实验验非非常完美，也不能只用特殊角度而不管其一般性常完美，也不能只用特殊角度而不管其一般性.第11页，共30页，编辑于2022年，星期五三、实验结论的得出技法讲解技法讲解本本实实验验是是通通过过力力的的图图示示法法作作出出两两个个分分力力F1、F2，然然后后用用几几何何方方法法作作出出对对角角线线作作为为两两个个分分力力的的合合力力F；作作出出F1与与F2的的等等效效力力F,比比较较F、F，看看在在误误差差允允许许的的范范围围内内大大小小方方向向是是否否相相同同，验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则.作作图图时时，要要选择恰当的标度，作的图适当大一些便于观察选择恰当的标度，作的图适当大一些便于观察.第12页，共30页，编辑于2022年，星期五题题型一型一实验实验操作和原理操作和原理应应用用例例1在在做做“互互成成角角度度的的两两个个力力的的合合力力”实实验验时时，橡橡皮皮条条的的一一端端固固定定在在木木板板上上，用用两两个个弹弹簧簧测测力力计计把把橡橡皮皮条条的的另一端拉到某一确定的另一端拉到某一确定的O点，以下操作点，以下操作错误错误的是的是 ()第13页，共30页，编辑于2022年，星期五A同一次同一次实验过实验过程中，程中，O点位置允点位置允许变动许变动B实实验验中中，弹弹簧簧测测力力计计必必须须保保持持与与木木板板平平行行，读读数数时视线时视线要正要正对弹对弹簧簧测测力力计计的刻度的刻度C实实验验中中，先先将将其其中中一一个个弹弹簧簧测测力力计计沿沿某某一一方方向向拉拉到到最最大大量量程程，然然后后只只需需调调节节另另一一个个弹弹簧簧测测力力计计拉拉力力的的大大小小和方向，把橡皮条另一端拉到和方向，把橡皮条另一端拉到O点点D实实验验中中，把把橡橡皮皮条条的的另另一一端端拉拉到到O点点时时，两两个个弹弹簧簧测测力力计计之之间夹间夹角角应应取取90，以便于算出合力的大小，以便于算出合力的大小第14页，共30页，编辑于2022年，星期五解析解析实验中有严格的要求：实验中有严格的要求：(1)结点结点O不允许移动不允许移动(2)弹弹簧簧测测力力计计不不要要达达到到最最大大量量程程，因因为为一一个个达达到到最最大大，另一个将不好调整另一个将不好调整(3)两两个个弹弹簧簧测测力力计计的的拉拉力力夹夹角角不不易易过过大大，也也不不易易过过小小，取取90也可以，并不是必须取也可以，并不是必须取90.【记住结论】【记住结论】答案答案ACD第15页，共30页，编辑于2022年，星期五第16页，共30页，编辑于2022年，星期五如如图图2所所示示是是甲甲、乙乙两两位位同同学学在在“验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则”的的实实验验中中所所得得到到的的实实验验结结果果，若若用用F表表示示两两个个分分力力F1、F2的的合合力力，用用F表表示示F1和和F2的的等等效效力力，则则可可以以判判断断_(填填“甲甲”或或“乙乙”)同同学学的的实实验验结结果果是是尊尊重重事事实实的的图图2第17页，共30页，编辑于2022年，星期五解解析析：由由题题设设可可知知，F为为F1和和F2的的合合力力，通通过过平平行行四四边边形形定定则则所所得得，而而F是是F1和和F2的的等等效效力力，即即用用一一只只弹弹簧簧测测力力计计拉拉橡橡皮皮条条时时的的拉拉力力，显显然然F的的方方向向应应在在细细线线的的方方向向上上因因甲甲同同学学F的的方方向向与与细细绳绳在在同同一一直直线线上上，故故甲甲同同学学是是尊尊重事实的重事实的本本题题解解答答的的焦焦点点在在F的的方方向向的的确确定定上上两两位位同同学学的的实实验验结结果果都都有有误误差差，这这是是正正常常的的，但但乙乙同同学学很很明明显显在在F的的方方向的确定上违背了实验的要求，作图是错误的向的确定上违背了实验的要求，作图是错误的答案：答案：甲甲第18页，共30页，编辑于2022年，星期五1在在验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则的的实实验验中中，下下列列哪哪些些方方法可法可减小减小实验误实验误差差 ()A两个分力两个分力F1、F2间间的的夹夹角要尽量大些角要尽量大些B两个分力两个分力F1、F2的大小要适当大些的大小要适当大些C拉橡皮条的拉橡皮条的细绳细绳要稍要稍长长一些一些D实实验验中中，弹弹簧簧秤秤必必须须与与木木板板平平行行，读读数数时时视视线线要要正正对弹对弹簧秤刻度簧秤刻度第19页，共30页，编辑于2022年，星期五解解析析：1如如果果两两个个分分力力F1、F2的的大大小小适适当当大大些些，则则两两个个分分力力测测量量的的相相对对误误差差就就会会小小一一些些，结结果果就就会会准准确确一一些些2拉拉橡橡皮皮条条的的细细绳绳稍稍长长一一些些，则则画画出出的的力力的的方方向向就就准准确确些些，误误差差就就小小些些3实实验验中中，弹弹簧簧秤秤与与木木板板平平行行，读读数数时时视视线线正正对弹簧秤刻度，可以减小测量力时的误差【记住结论】对弹簧秤刻度，可以减小测量力时的误差【记住结论】答案：答案：BCD第20页，共30页，编辑于2022年，星期五图图32如如图图3所所示示，在在“共共点点力力合合成成”实实验验中中，橡橡皮皮筋筋一一端端固固定定于于P点点，另另一一端端连连接接两两个个弹弹簧簧秤秤，分分别别用用力力F1与与F2拉拉两两个个弹弹簧簧秤秤，使使这这端端拉拉至至O点点，若若要要这这端端始始终终位位于于O点点，但但使使F2大大小小不不变变地地沿沿顺顺时时针针转转过过某某一一小小角角度度，相相应应地地使使F1的的大小及大小及图图中中角作以下的哪些角作以下的哪些变变化是可能的化是可能的 ()第21页，共30页，编辑于2022年，星期五A增大增大F1的同的同时时增大增大角角B增大增大F1的同的同时时保持保持角不角不变变C增大增大F1的同的同时时减小减小角角D减小减小F1的同的同时时减小减小角角解解析析：若若要要这这端端始始终终位位于于O点点，就就是是要要求求F1、F2的的合合力力不不变变，本本题题可可以以将将各各选选项项一一一一画画图图验验证证，得得到到ABC正正确确答案：答案：ABC第22页，共30页，编辑于2022年，星期五图图43.在在“研研究究两两个个共共点点力力合合成成”的的实实验验中中，假假如如作作用用于于同同一一点点的的两两个个分分力力在在保保持持大大小小不不变变的的条条件件下下完完成成共共点点力力合合成成实实验验，由由实实验验数数据据得得到到如如图图4所所示示合合力力F与与两两分分力力F1、F2间夹间夹角角的关系的关系图线图线，则则有有F1_，F2_.答案：答案：30 N40 N第23页，共30页，编辑于2022年，星期五4.(2010.江江苏苏盐盐城城模模拟拟)某某同同学学做做“验验证证力力的的平平行行四四边边形定形定则则”实验实验中，中，主要步主要步骤骤是是 ()A在在桌桌上上放放一一块块方方木木板板，在在方方木木板板上上铺铺一一张张白白纸纸，用用图钉图钉把白把白纸钉纸钉在方木板上；在方木板上；B用用图图钉钉把把橡橡皮皮条条的的一一端端固固定定在在板板上上的的A点点，在在橡橡皮皮条的另一端拴上两条条的另一端拴上两条细绳细绳，细绳细绳的另一端系着的另一端系着绳绳套；套；C用用两两个个弹弹簧簧秤秤分分别别钩钩住住绳绳套套，互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条条，使使橡橡皮皮条条拉拉长长，结结点点到到达达某某一一位位置置O，记记录录下下O点点的的位位置，置，读读出两个出两个弹弹簧秤的示数；簧秤的示数；第24页，共30页，编辑于2022年，星期五D按按选选好好的的标标度度，用用铅铅笔笔和和刻刻度度尺尺作作出出两两只只弹弹簧簧秤秤的拉力的拉力F1和和F2的的图图示，并用平行四示，并用平行四边边形定形定则则求出合力求出合力F；E只只用用一一只只弹弹簧簧秤秤，通通过过细细绳绳套套拉拉橡橡皮皮条条使使其其伸伸长长，读读出出弹弹簧簧秤秤的的示示数数，记记下下细细绳绳的的方方向向，按按同同一一标标度度作作出出这这个力个力F的的图图示；示；F比比较较力力F和和F的的大大小小和和方方向向，看看它它们们是是否否相相同同，得得出出结论结论上上述述步步骤骤中中：有有重重要要遗遗漏漏的的步步骤骤的的序序号号是是_和和_；遗遗漏的内容分漏的内容分别别是是_和和_。答答案案：CEC中中未未记记下下两两条条细细绳绳的的方方向向E中中未说明是否把橡皮条的结点拉到了未说明是否把橡皮条的结点拉到了O位置位置第25页，共30页，编辑于2022年，星期五5某某同同学学在在做做“验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则”实实验验时时，利利用用坐坐标标纸纸记记下下了了橡橡皮皮绳绳的的结结点点位位置置O，以以及及两两个个弹弹簧簧测测力力计计拉拉力力的的大大小小和和方方向向，如如图图5所所示示(1)试试在在图图中中作作出出无无实实验验误误差情况下橡皮差情况下橡皮绳绳此此时时的拉力示意的拉力示意图图，并用，并用F3表示表示该该力力图图5(2)有关此有关此实验实验，下列叙述正确的有，下列叙述正确的有 ()第26页，共30页，编辑于2022年，星期五A两两个个弹弹簧簧测测力力计计的的拉拉力力可可以以同同时时比比橡橡皮皮绳绳的的拉拉力力大大B橡橡皮皮绳绳的的拉拉力力是是合合力力，两两个个弹弹簧簧测测力力计计的的拉拉力力为为分力分力C两两次次拉拉橡橡皮皮绳绳时时，需需将将橡橡皮皮绳绳结结点点拉拉到到同同一一位位置置O，这样这样做的目的是保做的目的是保证证两次两次弹弹簧簧测测力力计计拉力的效果相同拉力的效果相同D若若只只增增大大某某一一个个弹弹簧簧测测力力计计的的拉拉力力大大小小而而要要保保证证橡橡皮皮绳绳结结点点的的位位置置不不变变，只只需需调调整整另另一一个个弹弹簧簧测测力力计计拉拉力力的大小即可的大小即可第27页，共30页，编辑于2022年，星期五解解析析：注注意意实实线线与与虚虚线线，并并且且要要体体现现作作图图的的过过程程，即即必须先画出必须先画出F1，F2的合力的合力F，然后再由平衡条件画出，然后再由平衡条件画出F3.答案：答案：(1)如图如图6所示所示(2)AC图图6第28页，共30页，编辑于2022年，星期五6将将橡橡皮皮筋筋的的一一端端固固定定在在A点点，另另一一端端拴拴上上两两根根细细绳绳，每每根根细细绳绳分分别别连连着着一一个个量量程程为为5 N、最最小小刻刻度度为为0.1 N的的弹弹簧簧测测力力计计沿沿着着两两个个不不同同的的方方向向拉拉弹弹簧簧测测力力计计当当橡橡皮皮筋筋的的活活动动端端拉拉到到O点点时时，两两根根细细绳绳相相互互垂垂直直，如如图图7所所示示这这时时弹弹簧簧测测力力计计的的读读数可从数可从图图中中读读出出图图7 图图8第29页，共30页，编辑于2022年，星期五(1)由由图图可可读读得得两两个个相相互互垂垂直直的的拉拉力力的的大大小小分分别别为为_N和和_N(只需只需读读到到0.1 N)(2)在在方方格格纸纸(见见图图8)上上按按作作图图法法的的要要求求画画出出这这两两个个力力及及它它们们的合力的合力答案：答案：(1)2.54.0(2)见图见图9图图9第30页，共30页，编辑于2022年，星期五