高三物理一轮复习 实验三《验证力的平行四边形定则》课件

实验三实验三验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则过程分析导引过程分析导引实验典例精析实验典例精析实验三验证力的平行四边形定则实验三验证力的平行四边形定则知识要点归纳知识要点归纳知能优化演练知能优化演练知识要点归纳知识要点归纳实验目的实验目的验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则实验原理实验原理一个力一个力F的作用效果与两个共点力的作用效果与两个共点力F1和和F2的共同作的共同作用效果都是把橡皮条拉伸到某点，所以用效果都是把橡皮条拉伸到某点，所以F为为F1和和F2的合力作出的合力作出F的图示，再根据平行四边形定则作的图示，再根据平行四边形定则作出出F1和和F2的合力的合力F的图示，比较的图示，比较F和和F是否大小相等，是否大小相等，方向相同如果在误差范围内，方向相同如果在误差范围内，F和和F相同，那么相同，那么力的平行四边形定则就正确力的平行四边形定则就正确实验器材实验器材方木板、白纸，弹簧测力计即弹簧秤方木板、白纸，弹簧测力计即弹簧秤(两只两只)、三角、三角板、刻度尺、图钉板、刻度尺、图钉(几个几个)、细芯铅笔、橡皮条、细、细芯铅笔、橡皮条、细绳套绳套(两个两个)弹簧测力计测力原理是根据胡克定律，其适用范围弹簧测力计测力原理是根据胡克定律，其适用范围是在弹性限度内，刻度是是在弹性限度内，刻度是05 N，分度值是，分度值是0.1 N，它的拉杆和钩的质量较大，且零点是在竖直情况下它的拉杆和钩的质量较大，且零点是在竖直情况下校准的，因此水平使用时要重新调零点弹簧测力校准的，因此水平使用时要重新调零点弹簧测力计的伸长方向要和所测拉力方向一致，弹簧测力计、计的伸长方向要和所测拉力方向一致，弹簧测力计、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦发生摩擦过程分析导引过程分析导引一、实验步骤一、实验步骤1用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上2用图钉把橡皮条的一端固定在用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套一端拴上两个细绳套图图2513用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度拉橡皮条，将结点拉到某一位置拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图，如图251，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置点的位置及此时两条细绳套的方向及此时两条细绳套的方向4用铅笔和刻度尺从结点用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1、F2的图示，并以的图示，并以F1和和F2为邻边用刻度尺和三角板作平为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形，过行四边形，过O点画平行四边形的对角线，即为合点画平行四边形的对角线，即为合力力F的图示的图示5只用一只弹簧测力计钩住细绳套，把橡皮条的只用一只弹簧测力计钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样位置结点拉到同样位置O，记下弹簧测力计的读数和细，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺从绳的方向，用刻度尺从O点按选定的标度沿记录的点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力方向作出这只弹簧测力计的拉力F的图示的图示6比较一下力比较一下力F与用平行四边形定则求出的合与用平行四边形定则求出的合力力F的大小和方向的大小和方向7改变两个力改变两个力F1、F2的大小和夹角，重复实验两的大小和夹角，重复实验两次次二、弹簧秤的选用二、弹簧秤的选用1弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉，若两只弹簧测力计在对拉过调零后互钩水平对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直至相同为止直至相同为止2弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下使用使用3. 使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位校正零位(无法校正的要记录下零误差无法校正的要记录下零误差)4被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦5读数时应正对、平视刻度读数时应正对、平视刻度三、实验误差分析三、实验误差分析1弹簧测力计使用前没调零会造成系统误差弹簧测力计使用前没调零会造成系统误差2使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计外壳和纸面之间有摩擦力和外壳之间或弹簧测力计外壳和纸面之间有摩擦力存在会造成系统误差存在会造成系统误差3两次测量拉力时，橡皮条的结点两次测量拉力时，橡皮条的结点O没有拉到同一没有拉到同一点会造成偶然误差点会造成偶然误差4读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力的对边一定要平行，否则会造成误数和记录，两力的对边一定要平行，否则会造成误差差5在应用平行四边形定则作图时，在应用平行四边形定则作图时，F1、F2及合力及合力F作图不准确作图不准确四、注意事项四、注意事项1不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点以便准确地记录结点O的位置的位置2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的位置的位置一定要相同一定要相同(保证作用效果相同保证作用效果相同)3不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化同的长度看弹簧测力计读数有无变化4细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不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，再将所标点与铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点点连直线确定力的方向连直线确定力的方向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相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些一些6用两个弹簧测力计勾住细绳套互成角度地拉橡用两个弹簧测力计勾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，以皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60到到100之间为宜之间为宜实验典例精析实验典例精析 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”实验实验时，主要步骤是：时，主要步骤是：对实验方法和实验步骤的考查对实验方法和实验步骤的考查A在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，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用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套绳套C用两个弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地用两个弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记记录下录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数点的位置，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测力计的拉力F1和和F2的图示，并用平行四边形定则的图示，并用平行四边形定则求出合力求出合力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，记下细绳套的方其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳套的方向，按同一标度作出这个力向，按同一标度作出这个力F的图示的图示F比较比较F和和F的大小和方向，看它们是否相同，得的大小和方向，看它们是否相同，得出结论出结论上述步骤中：上述步骤中：(1)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_；(2)遗漏的内容分别是遗漏的内容分别是_和和_【思路点拨思路点拨】考查学生对实验原理的理解，对实考查学生对实验原理的理解，对实验过程、实验步骤的掌握情况验过程、实验步骤的掌握情况【解析解析】据验证力的平行四边形定则的操作规程据验证力的平行四边形定则的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.在在C中未中未记下两条细绳的方向记下两条细绳的方向E中未说明是否把橡皮条的中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置结点拉到了同一位置O.【答案答案】(1)CE(2)记下两条绳的方向记下两条绳的方向把橡皮条的结点拉到同一位把橡皮条的结点拉到同一位置置O【规律总结规律总结】这类题的解答关键是理解实验原理，这类题的解答关键是理解实验原理，复习时要引起重视，然后合理设计实验步骤完成实复习时要引起重视，然后合理设计实验步骤完成实验验 (2010年高考天津理综卷年高考天津理综卷)在探究求合力的方在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳实验时，需要两次拉端系上带有绳套的两根细绳实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条橡皮条对实验原理、实验误差的考查对实验原理、实验误差的考查(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的是正确的_(填字母代号填字母代号)A将橡皮条拉伸相同长度即可将橡皮条拉伸相同长度即可B将橡皮条沿相同方向拉到相同长度将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C将弹簧秤都拉伸到相同刻度将弹簧秤都拉伸到相同刻度D将橡皮条和绳的结点拉到相同位置将橡皮条和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实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验误差有益的说法是_(填字母代号填字母代号)A两细绳必须等长两细绳必须等长B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大尽可能大D拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些两点要远些【解析解析】(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求是两次实验对两次拉伸橡皮条的要求是两次拉伸橡皮条的作用效果要相同，故选项拉伸橡皮条的作用效果要相同，故选项B、D正正确确(2)要减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都必须要减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都必须与木板平行用两弹簧秤同时拉细绳时，弹簧秤的与木板平行用两弹簧秤同时拉细绳时，弹簧秤的示数之差适当大些即可，拉橡皮条的细绳要长些，示数之差适当大些即可，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故标记同一细绳方向的两点要远些，故B、D正确正确【答案答案】(1)BD(2)BD 某同学在做某同学在做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以点以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图及两只弹簧测力计拉力的大小，如图252所所示示实验数据的处理实验数据的处理图图252(1)试在图中作出无实验误差情况下试在图中作出无实验误差情况下F1和和F2的合力图的合力图示，并用示，并用F表示此力表示此力(2)有关此实验，下列叙述正确的是有关此实验，下列叙述正确的是_ A两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大大B橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力分力C两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同果相同D若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可计拉力的大小即可【解析解析】(1)用平行四边形定则作图，即以用平行四边形定则作图，即以F1、F2为两邻边作平行四边形，对角线就表示合力为两邻边作平行四边形，对角线就表示合力F.(标上标上箭头表明方向箭头表明方向)(2)两分力可以同时大于合力，故两分力可以同时大于合力，故A正确；结点受三正确；结点受三个力作用处于平衡状态，其中两弹簧测力计的拉力个力作用处于平衡状态，其中两弹簧测力计的拉力的合力与第三个力的合力与第三个力橡皮筋的拉力等大反向，是橡皮筋的拉力等大反向，是一对平衡力，而橡皮筋的拉力不是合力，故一对平衡力，而橡皮筋的拉力不是合力，故B错；错；只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同，只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同，故故C对；若两个分力的大小都改变而方向都不变，对；若两个分力的大小都改变而方向都不变，则合力必改变，结点的位置必改变，故则合力必改变，结点的位置必改变，故D错错【答案答案】(1)如图如图253所示所示(2)AC图图253知能优化演练知能优化演练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目录点此进入课件目录按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放谢谢使用谢谢使用