【步步高】2020年高考物理大一轮 实验三 验证力的平行四边形定则 新人教版必修1

实验三验证力的平行四边形定则 一、实验目的验证力的平行四边形定则二、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三、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)，细芯铅笔四、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图14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，再重做两次实验五、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六、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；作图比例要恰当七、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，不然误差要粗放图2例1 (2020江苏单科10) 某同学用如图2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点的位置和拉线的方向(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_(请填写选项前对应的字母)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图3例2如图3所示，某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(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分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物(1)为完成该实验，下述操作中必需的是_a测量细绳的长度b测量橡皮筋的原长c测量悬挂重物后橡皮筋的长度d记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_6.等效法和作图法图4例3在验证力的平行四边形定则的实验中，根据实验数据画出力的图示，如图4所示图上标出了F1、F2、F、F四个力，其中 _(填上述字母)不是由弹簧秤直接测得的；若F与F的_基本相等，_基本相同，说明力的平行四边形定则得到了验证例4某同学在坐标纸上画出了如图5所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2 N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为1和2，下列关于F1、F2、F、1、2之间的关系正确的是 ()图5AF14 N BF12 NC145 D12，B、C对跟踪训练(1)BC(2)B随堂训练1BCD2(1)BD(2)BD3(1)B.钩码个数(或细线拉力)橡皮筋与细线结点的位置O细线的方向(说明：能反映细线方向的其他记录也可以)C橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置O重合钩码个数和对应的细线方向(2)344(1)3.00(2)F近似在竖直方向，且数值与F近似相等