【备考2022】高考物理一轮复习学案实验三 探究两个互成角度的力的合成规律 教案.doc
《【备考2022】高考物理一轮复习学案实验三 探究两个互成角度的力的合成规律 教案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《【备考2022】高考物理一轮复习学案实验三 探究两个互成角度的力的合成规律 教案.doc(20页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、金版教程高考总复习·物理(新教材)实验三探究两个互成角度的力的合成规律1会使用弹簧测力计。2探究两个互成角度的力的合成规律。如图所示,分别用一个力F、互成角度的两个力F1、F2,使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O,即伸长量相同,根据合力的定义,F为F1和F2的合力,作出力F及F1、F2的图示,分析F、F1和F2的关系。方木板,白纸,弹簧测力计(两个),橡皮条,小圆环,细绳套(两个),三角板,刻度尺,图钉(若干),铅笔。1装置安装:在方木板上用图钉固定一张白纸,如图甲,轻质小圆环挂在橡皮条的一端,另一端固定,橡皮条的原长为GE。2两力拉:如图乙,在小圆环上系上两个细绳套,用手通过两
2、个弹簧测力计互成角度地共同拉动小圆环,小圆环处于O点,橡皮条伸长的长度为EO。用铅笔描下O点位置、细绳套的方向,并记录两弹簧测力计的读数F1、F2。3一力拉:如图丙,改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环,仍使它处于O点,记下细绳套的方向和弹簧测力计的读数F。4重复实验:改变拉力F1和F2的大小和方向,重做几次实验。1用铅笔和刻度尺从点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出F1、F2和F的图示。2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,此对角线代表的力记为F,如图丁。3分析多次实验得到的多组数据,比较F与F在误差允许的范围内是否完全重合,从而总结出两个互成角度的力的合成
3、规律:平行四边形定则。1读数误差弹簧测力计示数在允许的情况下,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(1)点O的位置和拉力的方向画得不准确,作图比例不恰当、不准确等造成作图误差。(2)两个力F1、F2的夹角太大或太小,导致作图产生较大误差。1同一实验中的两个弹簧测力计的选取方法是:将两个弹簧测力计调零后互钩对拉,若两个弹簧测力计读数相同,则可选;若读数不同,应调整或更换,直至读数相同为止。2在同一次实验中,使橡皮条拉长时,点O位置一定要相同。3用两个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60°100°之间为宜。4
4、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与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦。在不超过弹簧测力计量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些。读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度。5细绳应适当长一些,便于确定拉力的方向。不要直接沿细绳的方向画直线,应在细绳末端用铅笔画一个点,再将所标点与O点连接,即可确定拉力的方向。6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。考点1实验原理与操作例1某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉所在位置,O为橡皮条与细绳的结
5、点,OB与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_。(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,细绳的另一端各系上绳套;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F
6、1和F2的图示,以表示F1、F2的线段为邻边作平行四边形,并以这两个邻边之间的对角线表示力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F的图示;F进行多组实验。比较F和F的大小和方向,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_。尝试解答(1)F_(2)B_(3)C_E_C中应加上“记下两条细绳的方向”_E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”。(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向;而作图作出的力,由于误差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F。(2)一个力的作用效
7、果与两个力的作用效果相同,它们可以等效替代,B正确。(3)根据“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的操作步骤可知,有重要遗漏的步骤的序号是C、E。在C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同一位置O。 实验探究两个互成角度的力的合成规律时应注意的问题用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和小圆环的位置O),用一个弹簧测力计拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧测力计示数和细绳方向)及“一注意”(小圆环必须在同一位置O)。变式11 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情形如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉所在位置,O为橡皮条与细绳的结点
8、,OB与OC为细绳。(1)该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等,还需要的实验器材有_。A刻度尺 B.量角器 C.弹簧测力计(2)有关该实验,下列说法正确的是_。A同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计水平放置并调零,之后互钩对拉,若两只弹簧测力计读数相同,则可选;若读数不同,应调整或另换,直至相同为止B在同一次实验中,只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条,使橡皮条的伸长量与用两个弹簧测力计拉时相同即可C用两只弹簧测力计钩住绳套,互成角度地拉橡皮条时,夹角应取合适角度,以便算出合力大小D若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置
9、不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可E在用弹簧测力计拉橡皮条时,应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行(3)在该实验中,如果将OB与OC细绳也换成橡皮条,那么对实验结果_影响。(选填“有”或“没有”)答案(1)AC(2)AE(3)没有解析(1)该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等,还需要的实验器材有刻度尺和弹簧测力计。(2)同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计水平放置并调零,之后互钩对拉,若两只弹簧测力计读数相同,则可选;若读数不同,应调整或更换,直至相同为止,故A正确。在同一次实验中,只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条,使橡皮条
10、的结点与用两个弹簧测力计拉时到达同一位置,故B错误。用两只弹簧测力计钩住绳套,互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大或太小,以减小实验误差,故C错误。若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变,需调整另一只弹簧测力计拉力的大小和方向,故D错误。在用弹簧测力计拉橡皮条时,应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行,故E正确。(3)由于用一个弹簧测力计和用两个弹簧测力计拉橡皮条结点时,只需要效果相同,所以将两根细绳换成两根橡皮条,不会影响实验结果。变式12(2020·河北省石家庄市高三(下)一模)如图甲所示是“验证力的平行四边形定则”的实验装置,将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端
11、系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使结点到达一位置O。(1)某同学在做该实验时提出如下一些观点,其中不恰当的是_(请填入相应的字母);A拉橡皮条的绳细一些且适当长一些,实验效果较好B拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些D两个弹簧测力计拉力的夹角越大越好E测量前应把两弹簧测力计互相钩在一起并对拉,观察它们的示数是否相同,应选用示数相同的一对弹簧测力计F实验中,用一个弹簧测力计拉橡皮条时,需将结点拉到同一位置O(2)实验中,用两个弹簧测力计拉橡皮条时,若两
12、个弹簧测力计的读数均为4.00 N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,_(选填“能”或“不能”)用一个量程为5.00 N的弹簧测力计测量出它们的合力;(3)如图乙所示,保持左右两侧细绳间的夹角为锐角,并保持拉左侧细绳的测力计的读数不变,而使左侧细绳与橡皮条延长线方向的夹角减小,适当调整右侧弹簧测力计的拉力大小和方向,可使结点保持在O点不变,则右侧弹簧测力计的示数_(请填入相应的字母)。A一定变大 B.一定不变 C.一定变小答案(1)D(2)不能(3)C解析(1)为了方便而且更加准确确定力的方向,可以使绳细一些且适当长一些,故A正确;实验中作出的是水平方向上力的图示,若拉力倾斜,则作出的力的方向
13、与实际力的方向有较大差别,故应使各力尽量与木板面平行,故B正确;橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些,故C正确;为了作图方便且准确,拉力F1和F2的夹角应适当,并非越大越好,故D错误;测量前应把两弹簧测力计互相钩在一起并对拉,观察它们的示数是否相同,应选用示数相同的一对弹簧测力计,故E正确;为了保证合力与分力的作用效果相同,实验中,用一个弹簧测力计拉橡皮条时,需将结点拉到同一位置O,故F正确。本题选不恰当的,故选D。(2)实验中,用两个弹簧测力计拉橡皮条时,若两个弹簧测力计的读数均为4.00 N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则合力大小为4 N5 N,故不能用一个量程为5
14、.00 N的弹簧测力计测量出它们的合力。(3)由题意可知,保持结点位置不动,即两弹簧测力计拉力的合力大小、方向不变,左侧弹簧测力计的读数不变,左侧细绳与橡皮条延长线方向的夹角减小,根据要求作出力的平行四边形,画出受力分析图如图所示,由图可知,右侧弹簧测力计的示数一定变小,故A、B错误,C正确。考点2数据处理与误差分析例2(2020·云南省昆明市高三“三诊一模”摸底诊断改编)某同学在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,利用以下器材:两个轻弹簧A和B、白纸、方木板、橡皮筋、图钉、细线、钩码、刻度尺、铅笔。实验步骤如下:(1)用刻度尺测得弹簧A的原长为6.00 cm,弹簧B的原长为
15、8.00 cm;(2)如图甲,分别将弹簧A、B悬挂起来,在弹簧的下端挂上质量为m100 g的钩码,钩码静止时,测得弹簧A长度为6.98 cm,弹簧B长度为9.96 cm。取重力加速度g9.8 m/s2,忽略弹簧自重的影响,两弹簧的劲度系数分别为kA_ N/m,kB_ N/m;(3)如图乙,将木板水平固定,再用图钉把白纸固定在木板上,将橡皮筋一端固定在M点,另一端系两根细线,弹簧A、B一端分别系在这两根细线上,互成一定角度同时水平拉弹簧A、B,把橡皮筋结点拉到纸面上某一位置,用铅笔描下结点位置并记为O。测得此时弹簧A的长度为8.10 cm,弹簧B的长度为11.80 cm,并在每条细线的某一位置用
16、铅笔记下点P1和P2;(4)如图丙,取下弹簧A,只通过弹簧B水平拉细线,仍将橡皮筋结点拉到O点,测得此时弹簧B的长度为13.90 cm,并用铅笔在此时细线的某一位置记下点P,此时弹簧B的弹力大小为F_ N(计算结果保留三位有效数字);(5)根据步骤(3)所测数据计算弹簧A的拉力FA、弹簧B的拉力FB,在图丁中按照给定的标度作出FA、FB的图示,然后以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,以这两个邻边之间的对角线表示力F,测出F的大小为_ N(结果保留三位有效数字)。(6)再在图丁中按照给定的标度作出F的图示,比较F与F的大小及方向。(7)通过多次实验可发现,对于两个互成角度的力,若以表示这两个
17、力的线段为邻边作平行四边形,则_就代表合力的大小和方向。尝试解答(2)100_50_(4)2.95_(5)图见解析(FA2.10_N、FB1.90_N)_2.90(2.803.00均正确)(6)图见解析_(7)这两个邻边之间的对角线。(2)根据胡克定律,两弹簧的劲度系数分别为kA N/m100 N/m,kB N/m50 N/m。(4)弹簧B的弹力大小为FkBxB50×(13.908.00)×102 N2.95 N。(5)由胡克定律可得:FAkAxA100×(8.106.00)×102 N2.10 N,FBkBxB50×(11.808.00)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 【备考2022】高考物理一轮复习学案实验三探究两个互成角度的力的合成规律教案
限制150内