高考物理一轮复习资料 2.5 实验：验证力的平行四边形定则课件 沪科.ppt

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1、 一、实验目的一、实验目的 1.验证力的平行四边形定则。验证力的平行四边形定则。2.掌握弹簧秤的构造、调节方法和使用方法。掌握弹簧秤的构造、调节方法和使用方法。二、实验原理二、实验原理 如果两个互成角度的共点力如果两个互成角度的共点力F1、F2作用于橡皮筋的结点作用于橡皮筋的结点上，与只用一个力上，与只用一个力F 作用于橡皮筋的结点上，所产生的效果作用于橡皮筋的结点上，所产生的效果相同相同(橡皮条在相同方向上伸长相同的长度橡皮条在相同方向上伸长相同的长度)，那么，那么，F 就是就是F1和和F2的合力。根据平行四边形定则作出两共点力的合力。根据平行四边形定则作出两共点力F1和和F2的的合力合力F

2、的图示，应与的图示，应与F 等大同向。等大同向。三、实验器材三、实验器材 方木板一块、白纸、弹簧秤方木板一块、白纸、弹簧秤(两只两只)、橡皮条、细绳套、橡皮条、细绳套(两两个个)、三角板、刻度尺、图钉、三角板、刻度尺、图钉(几个几个)。学案学案5 实验：验证力的平行四边形定则实验：验证力的平行四边形定则2021/8/11 星期三1 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，橡皮条点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。的另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

3、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。(如图所示，位置如图所示，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

4、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，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。用刻度尺从弹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点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力这只弹簧秤的拉力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。四、实验步骤四、实验步骤2021/8/11 星期三2 五、注意事项五、注意事项 1.不要直接以橡皮条

5、端点为结点，可拴一短细绳再连两细绳套，以三绳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。几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有无变化。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

6、。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

7、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。下，拉力的数值应尽量大些。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

8、标度，使所作力的图示稍大一些。标度，使所作力的图示稍大一些。2021/8/11 星期三3 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；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

9、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。拉力的大小。2021/8/11 星期三4考点考点1 对实验方法、实验步骤的考查对实验方法、实验步骤的考查【例【例1】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”的实验时，橡皮条的一端固定在的实验时，橡皮条的一端固定在木木 板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下点，以下 操作中错误的是操作中错误的是()A.同一实验过程中，同一实验过程中，O点位置允许变动点位置允许变

10、动 B.实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计 刻度线刻度线 C.实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只 需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点点 D.实验中，把橡皮条另一端拉到实验中，把橡皮条另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角应取点时，两弹簧测力计之间夹角应取 90，以便于算出合力大小，以便于算出合力大小2021/8/11 星期三5 【解析】【解析】

11、从橡皮条固定点到从橡皮条固定点到O点的连线，是合力的作用点的连线，是合力的作用线方向。如果线方向。如果O点变动，那么合力的大小、方向都要变化，点变动，那么合力的大小、方向都要变化，就不能验证力的平行四边形定则，故就不能验证力的平行四边形定则，故A选项错。选项错。C选项中，因一个弹簧测力计已拉到最大量程，再通选项中，因一个弹簧测力计已拉到最大量程，再通过另一个弹簧测力计拉橡皮条到过另一个弹簧测力计拉橡皮条到O点时，第一个弹簧测力点时，第一个弹簧测力计会超过最大量程，造成损坏，故计会超过最大量程，造成损坏，故C选项错。选项错。互成角度的两个力的合成，是利用平行四边形定则进互成角度的两个力的合成，是

12、利用平行四边形定则进行合成，两个分力成任意角度都适用，不必成行合成，两个分力成任意角度都适用，不必成90角，故角，故D选项错。选项错。熟记实验步骤是实验成功的前提，也是考查熟记实验步骤是实验成功的前提，也是考查的重点。的重点。2021/8/11 星期三6 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”实验中，主要步骤是：实验中，主要步骤是：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；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

13、条细点，在橡皮条的另一端拴上两条细 绳，细绳的另一端系着绳套；绳，细绳的另一端系着绳套；C.用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条拉长，结用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条拉长，结 点到达某一位置点到达某一位置O，记录下，记录下O点的位置，读出两个弹簧秤的示数；点的位置，读出两个弹簧秤的示数；D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和和F2的图示，的图示，并用平行四边形定则求出合力并用平行四边形定则求出合力F；E.只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，只用一只弹簧秤，通过

14、细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F 的图示；的图示；F.比较力比较力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：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_；遗漏的内容分别是遗漏的内容分别是_和和_ _。的结点拉到了的结点拉到了O位置位置CEC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中未说明是否把橡皮条2021/8/11 星期三7考点考点2 对实验原理、误差分析的考查对实验原理、误差分析的考查【例【例2】如

15、图甲为】如图甲为“探究求合力的探究求合力的 方法方法”的实验装置。的实验装置。(1)下列说法中正确的是下列说法中正确的是_。A.在测量同一组数据在测量同一组数据F1、F2 和合力和合力F的过程中，橡皮的过程中，橡皮 条结点条结点O的位置不能变化的位置不能变化 B.弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下 C.F1、F2和合力和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程的大小都不能超过弹簧测力计的量程 D.为减小测量误差，为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为方向间夹角应为90 (2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为弹簧测力计的指针如图乙所示

16、，由图可知拉力的大小为 _ N。2021/8/11 星期三8 【解析】【解析】(1)在测量同一组数据的过程中，橡皮条结点在测量同一组数据的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化，如果变化，即受力变化，所以的位置不能变化，如果变化，即受力变化，所以A选项选项正确；由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点正确；由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点O，定滑轮只，定滑轮只能改变力的方向不能改变力的大小，所以弹簧测力计拉线能改变力的方向不能改变力的大小，所以弹簧测力计拉线的方向不一定要沿竖直方向，的方向不一定要沿竖直方向，B选项错误；弹簧测力计的选项错误；弹簧测力计的使用，不能超过其量程，使用，不能超过其量程，C选项正

17、确；两个拉力的方向合选项正确；两个拉力的方向合适即可，不宜太大，也不宜太小，但不一定为适即可，不宜太大，也不宜太小，但不一定为90，所以，所以D选项错误。选项错误。【答案】【答案】(1)A、C (2)4.002021/8/11 星期三9如图所示是甲、乙两位同学在如图所示是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边验证力的平行四边形定则形定则”的实验中所得到的实验结果，若用的实验中所得到的实验结果，若用F表示表示两个分力两个分力F1、F2的合力，用的合力，用F 表示表示F1和和F2的等效的等效力，则可以判断力，则可以判断_(填填“甲甲”或或“乙乙”)同学的同学的实验结果是尊重事实的。实验结果是尊重事实的。2甲甲2021/8/11 星期三102021/8/11 星期三11