2022年实验三验证力的平行四边形定则.pdf

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1、学习好资料欢迎下载实验三验证力的平行四边形定则基本实验要求1实验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F产生相同的效果，看 F1、F2用平行四边形定则求出的合力 F 与 F在实验误差允许范围内是否相等2实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺3实验步骤(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上(2)用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置 O.如实验原理图所示(3)用铅笔描下结点O 的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F. (4)只用一个弹簧测力计，通

2、过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数F和细绳的方向(5)比较 F与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等规律方法总结1正确使用弹簧测力计(1)将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同， 可选；若不同，应另换或调校，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载直至相同为止(2)使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围(3)被测力的方向应与轴线方向一致(4)读数时

3、应正对、平视刻度2注意事项(1)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同(2)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60 100 之间为宜(3)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(4)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3误差分析(1)误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等(2)减小误差的办法：实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘，要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录

4、作图时使用刻度尺，并借助于三角板，使表示两力的对边一定要平行考点一实验原理及实验操作例 1某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1 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图 1 (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 _(2)本实验采用的科学方法是_A理想实验法精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 学习好资

5、料欢迎下载B等效替代法C控制变量法D建立物理模型法(3)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力F的图

6、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_变式题组1对实验操作的考查在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端打好绳套，如图2 所示实验中用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，以下说法正确的是() 图 2 A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上C在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计拉力方向与木板平面平行，且弹簧测力计中的弹簧不能与其外壳接触D同一次实验中，O 点位置允许变动E实验中，先用其中一个弹簧测力计沿某一方向

7、拉橡皮条至弹簧测力计的最大量程，然后精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载调节另一弹簧测力计的拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O 点2对实验原理及操作的考查某同学用如图3 所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”弹簧测力计A 挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B 的一端用细线系于O 点，手持另一端向左拉，使结点 O 静止在某位置 分别读出弹簧测力计A 和 B 的示数， 并在贴于竖直木板的白纸上记录O点

8、的位置和拉线的方向图 3 (1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中 A 的示数为 _N. (2)下列不必要的实验要求是 _A应测量重物M 所受的重力B弹簧测力计应在使用前校零C拉线方向应与木板平面平行D改变拉力，进行多次实验，每次都要使O 点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A 的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法考点二数据处理及误差分析例 2李明同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O 点以及两个弹簧测力计拉力的大小，如图4 甲所示图 4 (1)试在图甲中作出无实验误差情况下F1和 F2的合力图示，并用F 表示此力(2)有关此

9、实验，下列叙述正确的是_精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载A两弹簧测力计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，两弹簧测力计的拉力是分力C两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D若只增大某一个弹簧测力计的拉力的大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需要调整另一个弹簧测力计的拉力的大小即可(3)图乙是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实

10、验比较符合实验事实？ (力 F是用一个弹簧测力计拉时的图示) 答 ：_. 拓展题组3对数据处理的考查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0.1 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5 甲所示这时弹簧测力计的读数可从图中读出图 5 (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)在如图乙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4对数据处理的考查某同学在做验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则实验时，把橡皮条的一端用图钉固定于P 点，同时用两

11、个弹簧测力计将橡皮条的另一端拉到位置O，这时两弹簧测力计的示数分别为FA 3.5 N、FB4.0 N，其位置记录如图6 所示倘若橡皮条的活动端仅用一个弹簧测力计拉着，也把它拉到O 点位置，弹簧测力计的示数为FC6.0 N，其位置如图所示精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载图 6 (1)用 5 mm 表示 1 N，在图 7 中作出力 FA、FB和 FC的图示(2)根据平行四边形定则在图7 中作出 FA和 FB的合力 F

12、， F 的大小为 _N. 图 7 (3)实验的结果是否能验证平行四边形定则：_(填“能”或“不能”)考点三实验拓展与创新例 3某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋(遵循胡克定律 )和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳实验时，先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子A 上，另一条橡皮筋任其下垂，如图8 甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子B 上，如图乙所示图 8 (1)为完成实验，下述操作中必需的是_a两橡皮筋的另一端连

13、接的细绳a、b 长度要相同b要测量橡皮筋的原长c要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度d要记录图甲中结点O 的位置及过结点O 的竖直方向e要记录图乙中结点O的位置及过结点O的竖直方向(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的是_a橡皮筋的材料和原长相同即可b橡皮筋的材料和粗细相同即可精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载c橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同拓展题组5实验创新 某同学在家中用三根相同的橡皮筋(遵循胡克定律

14、)来探究求合力的方法，如图9 所示，三根橡皮筋在O 点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C 三点在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力的大小，并通过OA、 OB、OC的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法在实验过程中，下列说法正确的是() 图 9 A实验过程中需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长B为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋C以 OB、OC 为两邻边作力的平行四边形，其对角线必与OA 在一条直线上且长度相等D多次实验中O 点不必固定6实验拓展 有同学利用如图10 所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两

15、个光滑的滑轮A 和 B，将绳子打一个结O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码的个数读出三根绳子的拉力FTOA、FTOB和 FTOC，回答下列问题：图 10 (1)改变钩码的个数，能完成实验的是() A钩码个数N1N22，N34 B钩码个数N1N33，N24 C钩码个数N1N2N34 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载D钩码个数N13，N24，N35 (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是() A标

16、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11 中正确的是 _(填“甲”或“乙”)图 11 7实验创新 如图 12 所示，某实验小组同学利用DIS 实验装置研究支架上力的分解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为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：测量细绳与水平杆的夹角AOB对两个传感器进行调

17、零用另一根细绳在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 改变角重复上述实验步骤，得到表格. F11.0010.5801.002F20.8680.2910.8653060150图 12 (1)根据表格，A 传感器对应的是表中力_(选填“ F1”或“ F2”)钩码质量为精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载_kg(结果保留一位有效数字，g10 m/s2)(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是_A因为事先忘记调零B何时调零对实验结果没有影响C为了消除横杆自身重力对结果的影响D可以完全消除实验的误差精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - - -