高考物理一轮复习实验增分专题3验证力的平行四边形定则课件.ppt

相互作用 第二章 实验三验证力的平行四边形定则 栏目导航 一 实验流程 知识梳理 夯实基础 二 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 减小误差的方法 1 结点O 定位O点时要力求准确 同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持不变 2 拉力 用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向 应尽量使橡皮条 弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内 两个分力F1 F2间的夹角 不要太大或太小 3 作图 在同一次实验中 选定的标度要相同 严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形 求出合力 三 注意事项操作不忘 三 二 一 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 两细绳方向和结点O的位置 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 结点O的位置必须在同一位置 等 四 实验改进本实验用一个弹簧测力计也可以完成实验 具体操作如下 1 把两条细绳中的一条细绳与弹簧测力计连接 另一条细绳用手直接抓住 然后同时拉这两条细绳 使结点至O点 记下两条细绳的方向和弹簧测力计的示数F1 2 放回橡皮条后 将弹簧测力计连接到另一细绳上 然后同时拉这两条细绳 使结点至O点 并使两条细绳位于记录下来的方向上 读出弹簧测力计的示数F2 其他步骤与提供两个弹簧测力计相同 这种操作的优点是能减小因两个弹簧测力计的不同而带来的误差 但实验过程麻烦 考点1实验原理与操作 例1 2018 江西南昌模拟 某同学用钩码和弹簧测力计做 验证力的平行四边形定则 实验 1 请将实验内容补充完整 A 将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上 在另一端绑上两根系有细绳套的细线 核心考点 分层突破 B 其中一根细线挂上5个质量相等的钩码 每个钩码质量均为50g 使橡皮筋拉伸 如图甲所示 记录 结点的位置O和细线方向 钩码的个数 细线上的拉力 1 5 B 解析 1 由实验原理可知本实验利用等效替代法来验证 力的平行四边形定则 图甲中钩码的重力即合力大小 细线方向即合力方向 所以应记录钩码的个数 细线上的拉力 结点O的位置和细线方向 在用钩码和弹簧测力计一起拉橡皮筋时 一定要将橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点的位置O重合 此时应记录钩码个数 弹簧测力计示数及对应的细线方向 分析图乙中结点的受力情况可得水平方向有4mgcos Fcos 代入数据得弹簧测力计的示数应为F 3mg 1 5N 2 由 1 知是等效替代法 考点2实验数据处理 例2 2017 全国卷 某探究小组做 验证力的平行四边形定则 实验 将画有坐标轴 横轴为x轴 纵轴为y轴 最小刻度表示1mm 的纸贴在水平桌面上 如图甲所示 将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点 位于图示部分之外 另一端P位于y轴上的A点时 橡皮筋处于原长 1 用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O 此时拉力F的大小可由弹簧测力计读出 弹簧测力计的示数如图乙所示 F的大小为 N 2 撤去 1 中的拉力 橡皮筋P端回到A点 现使用两个测力计同时拉橡皮筋 再次将P端拉至O点 此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向 由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1 4 2N和F2 5 6N 4 0 用5mm长度的线段表示1N的力 以O为作用点 在图甲中画出力F1 F2的图示 然后按平行四边形定则画出它们的合力F合 F合的大小为 N F合与拉力F的夹角的正切值为 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内 则该实验验证了力的平行四边形定则 4 0 0 05 答案 2 F1 F2和F合如图所示 考点3实验创新方案1 将水平面内改为在竖直平面内做实验 拉橡皮筋改为悬挂重物 可避免橡皮筋弹性变化带来的误差 2 弹簧测力计用力传感器取代 可避免摩擦的影响 使读数更方便 精确 例3 2018 安徽合肥模拟 一同学用电子秤 水壶 细线 墙钉和贴在墙上的白纸等物品 在家中验证力的平行四边形定则 1 如图甲 在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶 记下水壶 时电子秤的示数F 2 如图乙 将三细线L1 L2 L3的一端打结 另一端分别拴在电子秤的挂钩 墙钉A和水壶杯带上 水平拉开细线L1 在白纸上记下结点O的位置 和电子秤的示数F1 3 如图丙 将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上 并将L1拴在其上 手握电子秤沿着 2 中L2的方向拉开细线L2 使 和三根细线的方向与 2 中重合 记录电子秤的示数F2 4 在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F F1 F2的图示 根据平行四边形定则作出F1 F2的合力F 的图示 若 则平行四边形定则得到验证 静止 三细线的方向 结点O的位置 F和F 在误差允许的范围内重合 解析 1 要测量装满水的水壶的重力 则记下水壶静止时电子秤的示数F 2 要画出平行四边形 则需要记录分力的大小和方向 所以在白纸上记下结点O的位置的同时也要记录三细线的方向以及电子秤的示数F1 3 已经记录了一个分力的大小 还要记录另一个分力的大小 则结点O的位置不能变化 力的方向也都不能变化 所以应使结点O的位置和三根细线的方向与 2 中重合 记录电子秤的示数F2 4 根据平行四边形定则作出F1 F2的合力F 的图示 若F和F 在误差允许的范围内重合 则平行四边形定则得到验证