实验：探究求合力的方法（验证力的平行四边形定则）导学案 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册+.docx

第三章-3.4.3实验：探究求合力的方法（验证力的平行四边形定则） 年级 班级 姓名 小组号 _ 【学习目标】1.掌握实验原理、器材、步骤及注意事项（重点）.2.理解教材基本实验的数据处理方法，并会进行误差分析（重难点）.3.理解创新和拓展实验原理并会处理数据，进行误差分析（重难点）.【课堂任务】【实验步骤】(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上，如图所示.(2)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，使橡皮条伸长，结点到达某一点O.(3)用铅笔描下节点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数F1、F2，利用刻度尺和三角板作平行四边形，画出对角线所代表的力F.(4)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面实验中的相同位置O，记下弹簧测力计的读数F 和细绳的方向，以同样的标度作出F 的图示.(5)比较F和F ，观察它们在实验误差允许的范围内是否相等.【数据处理】(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个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边作平行四边形，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.【注意事项】(1)实验中的两个弹簧测力计的选取方法：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选用；若读数不同应矫正弹簧测力计或另换，直至相同为止同时要检查弹簧测力计的量程和最小刻度。(2)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时O的位置一定要相同.(2)使用弹簧测力计拉橡皮条时应使其与木板平行，拉力的方向沿弹簧测力计的轴线方向。(3)读数时视线要正视弹簧测力计的刻度板，同时要注意估读到最小刻度的下一位。(3)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°120°之间为宜.(4)尽量减少误差：在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向.(5)统一标度：在同一次实验中，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.任务一 教材基本实验处理（阅读资料，完成下列问题）例题 某同学做“探究求合力的方法”的实验情况如图3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，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.(1) （）如果没有操作失误，图乙中的F与F 两力中：方向一定沿AO方向的是_；_是力F 1和F 2合力的实际测量值； _是力F 1和F 2合力的理论值。(2)本实验采用的科学方法是_.（）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(3)实验对两次拉橡皮条的要求中，下列说法正确的是（ ）A.将橡皮条拉伸相同的长度即可 B.将橡皮条沿相同的方向拉到相同的长度C.将弹簧测力计都拉伸到相同的刻度 D.将橡皮条和绳的结点拉到相同的位置(4)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(   )A.两根细绳必须等长  B.橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上 C.为了读数方便,可以使弹簧测力计与木板平面成一定倾角 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 (5)关于本实验，下列说法正确的是_A.两细绳必须等长B.弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行C.两次拉伸橡皮筋，只要使橡皮筋伸长到相同长度即可D.拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些(6)在图甲中，当保持与相连的弹簧测力计的示数不变（），而在角逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在点，可以_A.增大与相连的弹簧测力计示数，减小角度B.减小与相连的弹簧测力计示数，增大角度C.减小与相连的弹簧测力计示数，先增大角度，后减小角度D.增大与相连的弹簧测力计示数，先减小角度，后增大角度(7) （）实验中用一个弹簧测力计拉时如图丙所示,则弹簧测力计的读数为 _N.(8)实验中,如果将细绳也换成橡皮条,实验结果是否会发生变化?答: _(填“会”或“不会”)(9)实验时，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A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；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个弹簧测力计的拉力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，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力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_；改正办法分别是_ _和_.(10)思考：为什么两次实验拉橡皮条要求结点必须在同一位置？将橡皮条拉伸到相同长度可以吗？（）任务二 创新实验有同学利用如图所示的装置来探究求合力的方法：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：（1）（多选）改变钩码个数，实验能完成的是（ ）A.钩码的个数N1=N2=2，N3=4B.钩码的个数N1=N3=3，N2=4C.钩码的个数N1=N2=N3=4D.钩码的个数N1=3，N2=4，N3=5（2）在拆下钩码和绳子前，必须要完成的一个步骤是（ ）A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量（3）在作图时，你认为图中    （选填“甲”或“乙”）是正确的。【课堂总结】【实验原理】等效替代法，平行四边形定则【实验步骤】(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上，如图所示.(2)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，使橡皮条伸长，结点到达某一点O.(3)用铅笔描下节点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数F1、F2，利用刻度尺和三角板作平行四边形，画出对角线所代表的力F.(4)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面实验中的相同位置O，记下弹簧测力计的读数F 和细绳的方向，以同样的标度作出F 的图示.(5)比较F和F ，观察它们在实验误差允许的范围内是否相等.【数据处理】(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个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边作平行四边形，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.【注意事项】(1)实验中的两个弹簧测力计的选取方法：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选用；若读数不同应矫正弹簧测力计或另换，直至相同为止同时要检查弹簧测力计的量程和最小刻度。(2)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时O的位置一定要相同.(2)使用弹簧测力计拉橡皮条时应使其与木板平行，拉力的方向沿弹簧测力计的轴线方向。(3)读数时视线要正视弹簧测力计的刻度板，同时要注意估读到最小刻度的下一位。(3)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°120°之间为宜.(4)尽量减少误差：在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向.(5)统一标度：在同一次实验中，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.第 5 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司