实验验证平行四边形定则14278.pdf

图 1 验证力的平行四边形定则 2 课时 主备人：程飞 审核人：高三物理备课组【重难点：】1、理解实验原理 2、弄清实验的步骤 3、学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律 4、注意误差分析 5、学会用弹簧测力计和细线测出力的大小与方向 6、运用力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则 【实验原理】一个力 F的作用效果和两个力 F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力 F就是这两个力 F1和 F2的合力作出力 F的图示，再根据平行四边形定则作出力 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，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则【实验器材】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)，细芯铅笔【实验步骤】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 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 1 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，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向 5改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验【数据处理】1用铅笔和刻度尺从结点 O 沿两细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力 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 点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力 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只用一只弹簧测力计时的拉力 F的图示 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则【误差分析】1读数误差 减小读数误差的方法：选择相同的弹簧测力计并调整好零刻度；弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录 2作图误差 减小作图误差的方法：作图时要画准结点 O 的位置和两个测力计的方向两个分力 F1、F2间的夹角越大，用平行四边形定则作出的合力 F 的误差 F 就越大，所以实验时不要把F1、F2间的夹角取得太大；作图比例要恰当【注意事项】1在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点 O 位置一定要相同 2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 6090之间为宜 3读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳和弹簧测力计的限位孔之间有摩擦读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些 4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 5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 记忆口诀 结点位置 O 确定，两绳夹角要适中.力秤木板要平行，眼睛读数垂直秤.细绳套应适当长，铅笔两点定方向.画力标度要适当，不然误差要粗放 1、某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时的主要步骤是：A在桌上平放一块方木板，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 A 点，在橡皮条的另一端拴上一短细绳，细绳 的另一端系上两个细绳套；C用两个弹簧测力计分别钩住两个绳套，互成角度地拉橡皮条的同一结点，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 F1和 F2的图示，并用 平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 下细绳套的方向，按同一标度作出这个力 F的图示；F比较 F与 F 的大小和方向，看它们是否相同，得出结论 上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是_C_和_E_；（2）遗漏的内容分别是_在 C 中未记下两细绳套的方向 和_E 中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置 O 2、对于验证力的平行四边形定则的实验，某同学有以下认识：A实验中两个分力的夹角取得越大越好 B细绳以及弹簧秤所在平面必须与木板平行 C拉橡皮条的细绳要长些，用铅笔画出两个定点的位置时，应使这两个点的距离尽量远些 D作图要用细芯铅笔，图的比例要尽量大些，要用严格的几何作图法作出平行四边形，图旁要画出表示力的比例线段，且注明每个力的大小和方向 以上操作可以减小误差的是_BCD _ 3、在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条 (1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的_BD_(填字母代号)A将橡皮条拉伸相同长度即可 B将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 (2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是 _BD _(填字母代号)A两细绳必须等长 B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 C用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大 D拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些 4、在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图 6 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 和 OC 为细绳 (1)图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法中正确的是 (BC)A图乙中的 F 是力 F1和 F2合力的理论值，F是力 F1 和 F2合力的实际测量值 B图乙中的 F是力 F1和 F2合力的理论值，F 是力 F1 和 F2合力的实际测量值 C在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果没有影响 D在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响 (2)本实验采用的科学方法是_B_(填字母代号)A理想实验法 B等效替代法 C控制变量法 D建立物理模型法 5在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的 O 点，以下操作中错误的是(ACD)A同一次实验过程中，O 点位置允许变动 B实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤 拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到 O 点 D实验中，把橡皮条的另一端拉到 O 点时，两弹簧秤之间夹角应取 90，以便于算出 合力的大小 图6 6、将橡皮筋的一端固定在 A 点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为 N 的弹簧测力计沿着两个不同的方向拉弹簧测力计当橡皮筋的活动端拉到 O 点时，两根细绳相互垂直，如图 8 所示这时弹簧测力计的读数可从图中读出 (1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N 和 N.(2)在图 9 所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力 (3)图 10(A)(B)两图是两位同学得到的实验结果，其中哪一个图符合实际若合力测量值 F是准确的，则 F 与 F有误差的原因可能是哪些 （B，F是用一个测力计拉橡皮条所得到的，其方向一定在橡皮条所在直线上，所以 B 图符合实际，误差的原因主要是弹簧测力计读数误差，确定分力方向不够准确等原因）7探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指(B)A使两分力与合力满足平行四边形定则 B使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点 O 重合 C使两次橡皮筋伸长的长度相等 D使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变 课后总结与反思：图 8 图 9 图 10