高三物理验证力的平行四边形定则课件.ppt

关于高三物理验证力的平行四边形定则第1页，此课件共11页哦 四、实验步骤四、实验步骤 1.用图钉把白纸钉在方木板上。用图钉把白纸钉在方木板上。2.把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。一端拴上两个细绳套。(固定点固定点A在纸面外在纸面外)3.用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。(如图如图2-4-1所示，位置所示，位置O须处于纸面以内须处于纸面以内)4.用铅笔描下用铅笔描下O的位置和两细绳套的方向，并的位置和两细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。记录弹簧秤的读数。5.从力的作用点从力的作用点(位置位置O)沿着两细绳套的方向沿着两细绳套的方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F1和和F2的图示，并用平行四边形定则作出合力的图示，并用平行四边形定则作出合力F的图示。的图示。6.只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。用刻度尺从簧秤的读数和细绳的方向。用刻度尺从O点按同样标度沿记录的方向作出这只弹点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力簧秤的拉力F的图示。的图示。7.比较力比较力F的图示与合力的图示与合力F的图示，看两者是否等长、同向。的图示，看两者是否等长、同向。8.改变两个力改变两个力F1和和F2的大小和夹角，再重复实验两次。的大小和夹角，再重复实验两次。图图2-4-1第2页，此课件共11页哦 五、注意事项五、注意事项 1.不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳再连两细绳套，以三绳交点为结点，使结点小些，便于准确地记录结点不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳再连两细绳套，以三绳交点为结点，使结点小些，便于准确地记录结点O的位置。的位置。2.不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条，要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条，要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有无变化。无变化。3.弹簧秤在使用前应水平放置，然后检查、校正零点。将两弹簧秤互相勾着水平拉伸，选择两只读数完全一致的弹簧秤使用。弹簧秤在使用前应水平放置，然后检查、校正零点。将两弹簧秤互相勾着水平拉伸，选择两只读数完全一致的弹簧秤使用。4.在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同。的位置一定要相同。5.用两只弹簧秤钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大，也不宜太小，以用两只弹簧秤钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大，也不宜太小，以60100之间为宜。之间为宜。6.读数时应注意使弹簧秤与木板平行，并使细绳套与弹簧秤的轴线在同一条直线上，避免弹簧秤的外壳与弹簧秤的限位读数时应注意使弹簧秤与木板平行，并使细绳套与弹簧秤的轴线在同一条直线上，避免弹簧秤的外壳与弹簧秤的限位孔之间有摩擦。读数时眼睛要正视弹簧秤的刻度，在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度范围内的前提下，拉力的数值应尽孔之间有摩擦。读数时眼睛要正视弹簧秤的刻度，在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度范围内的前提下，拉力的数值应尽量大些。量大些。7.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，取掉细绳套后，再将所标点与点，取掉细绳套后，再将所标点与O点连直线确定力的方向。点连直线确定力的方向。8.在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些。在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些。六、误差分析六、误差分析 本实验的误差主要来自以下五个方面：本实验的误差主要来自以下五个方面：1.用描点法记录的拉力方向不够准确；用描点法记录的拉力方向不够准确；2.所作平行四边形的对边不严格平行；所作平行四边形的对边不严格平行；3.拉橡皮条时，没有做到橡皮条及两细绳套平行于木板，使在纸上所描下的拉力方向并不是拉力的真实方向；拉橡皮条时，没有做到橡皮条及两细绳套平行于木板，使在纸上所描下的拉力方向并不是拉力的真实方向；4.没有校准弹簧秤的零点，两只弹簧秤的刻度不准确；没有校准弹簧秤的零点，两只弹簧秤的刻度不准确；5.弹簧的拉杆与限位孔有摩擦，使弹簧秤读数并不能真实地表示细绳中拉力的大小。弹簧的拉杆与限位孔有摩擦，使弹簧秤读数并不能真实地表示细绳中拉力的大小。特别提醒：特别提醒：弹簧秤的选取方法是：弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤调零后，互勾水平对拉，若两只弹簧秤在对拉的过程中，读数相同，则可选用，若读数不同，应另换，直到相同为止。将两只弹簧秤调零后，互勾水平对拉，若两只弹簧秤在对拉的过程中，读数相同，则可选用，若读数不同，应另换，直到相同为止。弹簧秤不能弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用。在超出它的测量范围的情况下使用。使用前要检查指针是否指在零刻度线，否则应校正零位。使用前要检查指针是否指在零刻度线，否则应校正零位。读数时应正对、平视刻度。读数时应正对、平视刻度。第3页，此课件共11页哦热点一热点一 实验方法、步骤的考查实验方法、步骤的考查【例例1】某同学做某同学做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：实验时，主要步骤是：A.在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。在桌面上放一块方木板，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用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的 另一端系着绳套。另一端系着绳套。C.用两个弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达用两个弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达 某一位置某一位置O。记录下。记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数。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F1和和F2的图示，并用平的图示，并用平 行四边形定则求出合力行四边形定则求出合力F。E.只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记只用一个弹簧测力计，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力下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示。的图示。F.比较比较F和和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。上述步骤中上述步骤中(1)有重要遗漏的步骤的序号是有重要遗漏的步骤的序号是_和和_；(2)遗漏的内容分别是遗漏的内容分别是_和和_。【解析解析】据验证力的平行四边形定则的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序据验证力的平行四边形定则的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是号是C、E。在。在C中未记下两条细绳的方向。中未记下两条细绳的方向。E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O。记下两条绳的方向记下两条绳的方向把橡皮条的结点拉到同一位置把橡皮条的结点拉到同一位置O OCE第4页，此课件共11页哦在在“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验中，需要实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳上两根细绳(如图如图2-4-2所示所示)。实验中需用两个。实验中需用两个弹簧秤分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条。弹簧秤分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A.两根细绳必须等长两根细绳必须等长B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线 上上C.在使用弹簧秤时，要注意使弹簧秤与木板在使用弹簧秤时，要注意使弹簧秤与木板 平行平行其中正确的是其中正确的是_。(填入相应的字母填入相应的字母)1图图2-4-2C第5页，此课件共11页哦【例例2】在做在做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验时实验时 (1)除已有的器材除已有的器材(方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外外,还必须有还必须有_和和_。(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须要使每次合力与分力产生相同的效果，必须()A.每次将橡皮条拉到同样的位置每次将橡皮条拉到同样的位置 B.每次把橡皮条拉直每次把橡皮条拉直 C.每次准确读出弹簧秤的示数每次准确读出弹簧秤的示数 D.每次记准细绳的方向每次记准细绳的方向 (3)在在“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实的实验中，某同学的实 验结果如图验结果如图2-4-3所示，其中所示，其中A为固定橡皮条的图钉，为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图中为橡皮条与细绳结点的位置。图中_是力是力F1与与F2的的 合力的理论值；合力的理论值；_是力是力F1与与F2的合力的实验值。通的合力的实验值。通 过把过把_和和_进行比较，验证平行四边形定则。进行比较，验证平行四边形定则。【解析解析】(1)根据实验器材的要求可知，还必须有橡皮条和三角板根据实验器材的要求可知，还必须有橡皮条和三角板(用来作平行四边形用来作平行四边形)。(2)根据实验原理知正确答案为根据实验原理知正确答案为A。(3)在本实验中，按照平行四边形定则作出的合力为在本实验中，按照平行四边形定则作出的合力为F1和和F2的合力的理论值，的合力的理论值，而用一个弹簧秤拉时测出的力为而用一个弹簧秤拉时测出的力为F1和和F2的合力的实验值。的合力的实验值。图图2-4-3橡皮条橡皮条三角板三角板AFFFF热点二热点二 实验原理、误差的分析实验原理、误差的分析第6页，此课件共11页哦 2在做在做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验中，实验中，若由于若由于F1的误差使的误差使F1与与F2的合力的合力F方向方向略向左偏，如图略向左偏，如图2-4-4所示，但所示，但F大于等大于等于于F。引起这一结果的原因可能是。引起这一结果的原因可能是F1的的大小比真实值偏大小比真实值偏_，F1的方向使它与的方向使它与F2的夹角比真实值偏的夹角比真实值偏_。图图2-4-4大大大大第7页，此课件共11页哦【例例3】将橡皮条的一端固定在将橡皮条的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一 个量程为个量程为5N、最小刻度为、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，当橡皮条的活动端拉到的弹簧测力计，当橡皮条的活动端拉到O点时，点时，两根细绳相互垂直，如图两根细绳相互垂直，如图2-4-5所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出。所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出。(1)由图中可读得两个相互垂直拉力的大小分别由图中可读得两个相互垂直拉力的大小分别 是是_N和和_N。(只需读到只需读到0.1N)(2)在本题的方格纸上按作图法的要求，画出这在本题的方格纸上按作图法的要求，画出这 两个力及它们的合力。两个力及它们的合力。【名师支招名师支招】注意弹簧测力计的最小刻度和量程，按题目要求或有效数字规则进行读数，注意弹簧测力计的最小刻度和量程，按题目要求或有效数字规则进行读数，才能得到正确的测量结果；认真作图是得到正确结果的保证，应恰当选取合适的标度。才能得到正确的测量结果；认真作图是得到正确结果的保证，应恰当选取合适的标度。图图2-4-5图图2-4-6 【解析解析】读弹簧秤示数时，应注意首先找零刻度，尤其是竖直放置的那个弹簧秤，它读弹簧秤示数时，应注意首先找零刻度，尤其是竖直放置的那个弹簧秤，它的弹簧是倒置的，它的读数是的弹簧是倒置的，它的读数是2.5N(而不是而不是3.5 N)，水平放置的弹簧秤读数是，水平放置的弹簧秤读数是4.0N，用方，用方格纸上八个方格长表示。格纸上八个方格长表示。2.54.0热点三热点三 实验数据的处理实验数据的处理第8页，此课件共11页哦如图如图2-4-7所示，在所示，在“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”的实验中，用两个弹簧测力计把橡皮条拉到一定的实验中，用两个弹簧测力计把橡皮条拉到一定长度并记下结点长度并记下结点O后，再改用一个弹簧测力计拉后，再改用一个弹簧测力计拉时，也要把橡皮条拉到同一结点时，也要把橡皮条拉到同一结点O的原因是：的原因是：_。在坐标图。在坐标图中已画出两弹簧测力计拉力的图示，已知方格中已画出两弹簧测力计拉力的图示，已知方格每边长度表示每边长度表示1.0 N，试用作图法画出合力，试用作图法画出合力F的图的图示，并由此得出合力示，并由此得出合力F的大小为的大小为_N(保留两位有效数字保留两位有效数字)。3图图2-4-7 使两个力的作用效果和一使两个力的作用效果和一个力的作用效果相同或使效果相同个力的作用效果相同或使效果相同7.0第9页，此课件共11页哦；http:/