高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實驗三 驗證力的平行四邊形定則課件 新人教版.ppt

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,,,,,考點一 實驗原理與操作,考點二 實驗數(shù)據(jù)的處理,考點三 創(chuàng)新實驗設(shè)計,考 點,高三物理一輪復(fù)習(xí),實驗三 驗證力的平行四邊形定則,實驗?zāi)康?1．驗證力的平行四邊形定則． 2．培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)和得出結(jié)論的能力． 實驗原理 等效思想：一個力F′的作用效果和兩個力F1、F2的共同作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點，所以力F′就是這兩個力F1和F2的合力．作出力F′的圖示，與根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示比較，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，F(xiàn)′和F大小相等、方向相同．,實驗器材 方木板、白紙、彈簧測力計(兩個)、橡皮條、細(xì)繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(多個)、鉛筆． 實驗步驟 1．儀器的安裝,(1)用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上． (2)用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，如圖所示，橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套．,2．操作、記錄及結(jié)論 (1)用兩個彈簧測力計分別勾住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置O.用鉛筆描下O點的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測力計的讀數(shù)．注意在使用彈簧測力計的時候，要使它的彈簧與木板平面平行． (2)用鉛筆和刻度尺從力的作用點(位置O)沿著兩條細(xì)繩套的方向畫直線，按選定的標(biāo)度作這兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，以F1和F2為鄰邊利用刻度尺和三角板作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，即為合力F的圖示． (3)只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣位置O.讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細(xì)繩套的方向，按同一標(biāo)度作出這個力F′的圖示．,(4)比較力F′與用平行四邊形定則求得的合力F的大小和方向，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)看它們是否相等． (5)改變兩個分力的大小和夾角，再做兩次實驗． 注意事項 1．結(jié)點O (1)定位O點時要力求準(zhǔn)確． (2)同一次實驗中橡皮條拉長后的O點必須保持不變． 2．拉力 (1)用彈簧秤測拉力時要使拉力沿彈簧秤軸線方向． (2)應(yīng)盡量使橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi)．,(3)兩個分力F1、F2間的夾角θ不要太大或太?。?3．作圖 (1)在同一次實驗中，選定的比例要相同． (2)嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力． 誤差分析 1．彈簧測力計本身的誤差． 2．讀數(shù)誤差 減小讀數(shù)誤差的方法：選擇相同的彈簧測力計并調(diào)整好零刻度；彈簧測力計數(shù)據(jù)在允許的情況下，盡量大一些，讀數(shù)時眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄．,3．作圖誤差 減小作圖誤差的方法：作圖時兩力的對邊一定平行．兩個分力F1、F2間的夾角越大，用平行四邊形作出的合力F的誤差ΔF就越大，所以實驗中不要把F1、F2間的夾角取得太大，在60～90之間為宜．,【例1】 某同學(xué)做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點，OB與OC為細(xì)繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖．,考點一 實驗原理及操作,(1)如果沒有操作失誤，圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________． (2)本實驗采用的科學(xué)方法是________． A．理想實驗法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．建立物理模型法 (3)實驗時，主要的步驟是： A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上； B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；,C．用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)某一位置O.記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)； D．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F； E．只用一只彈簧測力計，通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出F′的圖示；,(1)由一個彈簧測力計拉橡皮條至O點的拉力一定沿AO方向；而根據(jù)平行四邊形定則作出的合力，由于誤差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′. (2)一個力的作用效果與兩個力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替代，故B正確．,解析,F．比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論． 上述步驟中： ①有重要遺漏的步驟的序號是________和________； ②遺漏的內(nèi)容分別是________________ _______________________________________________________和___________ __________________________________________________________________．,(3)①根據(jù)“驗證力的平行四邊形定則”實驗的操作規(guī)程可知，有重要遺漏的步驟的序號是C、E. ②在C中未記下兩條細(xì)繩的方向，E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O.,解析,答案,(1)F′ (2)B (3)①C E ②C中應(yīng)加上“記下兩條細(xì)繩的方向” E中應(yīng)說明“把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O”,【例2】 在“探究求合力的方法”實驗中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧測力計． (1)為完成實驗，某同學(xué)另找來一根彈簧，先測量其勁度系數(shù)，得到實驗數(shù)據(jù)如下表： 根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖1中作出F－x圖，并由F－x圖象求該彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m.,考點二 實驗數(shù)據(jù)的處理,(2)某次實驗中，彈簧測力計的指針位置如圖2所示，其讀數(shù)為________N，同時利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N，請在下面虛線框中畫出這兩個共點力的合力F合．,,解析,(3)由圖得到F合＝________N.,(2)彈簧測力計的讀數(shù)為2.10 N，合力的圖示如圖乙所示． (3)經(jīng)測量合力F合＝3.30 N.,解析,答案,,(1)見解析圖甲 53(51～55均正確) (2)2.10(2.08～2.12均正確) 見解析圖乙 (3)3.30(3.10～3.50均正確),【例3】 某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”．彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細(xì)線掛一重物M.彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置．分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向．,考點三 創(chuàng)新實驗設(shè)計,解析,(1)彈簧測力計的最小刻度為0.2 N，所以A的讀數(shù)為3.6 N. (2)根據(jù)三力平衡的特點可知，彈簧測力計A、B的拉力的合力與重物M的重力等值反向，故A項是必要的．彈簧測力計的零點誤差影響各拉力的測量值，所以使用前需校零，B項是必要的．只有拉線方向與,(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為________N. (2)下列不必要的實驗要求是________． A．應(yīng)測量重物M所受的重力 B．彈簧測力計應(yīng)在使用前校零,木板平面平行，才能保證所研究的各力在同一平面內(nèi)，C項也是必要的．實驗中只需測出兩拉力的大小和方向以及重物的重力即可驗證平行四邊形定則，而測力計A的拉力不同時O點的位置就不同，故沒必要使O點靜止在同一位置，答案為D.,解析,C．拉線方向應(yīng)與木板平面平行 D．改變拉力，進(jìn)行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置 (3)某次實驗中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請您提出兩個解決辦法．,(3)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，說明拉彈簧測力計A的力大了，可行的解決方法有：①改變彈簧測力計B拉力的大小或方向；②減小重物M的質(zhì)量(或?qū)更換成較大量程的彈簧測力計)．,解析,答案,(1)3.6 (2)D (3)見解析,