高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題二 實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則課件 新人教版.ppt

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實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 掌握彈簧測(cè)力計(jì)的正確使用方法 2 驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成的平行四邊形定則 培養(yǎng)用作圖法處理問(wèn)題的能力 實(shí)驗(yàn)原理 作用效果 作用效果 合力 等效法 使一個(gè)力F 的 和兩個(gè)力F1 F2的 相同 都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長(zhǎng)到某一固定點(diǎn) 所以力F 就是力F1與F2的 作出力F 的圖示 再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示 比較F和F 的大小和方向是否都相同 實(shí)驗(yàn)器材方木板 彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè) 白紙 橡皮條一段 細(xì)繩套兩個(gè) 圖釘 若干 三角板 刻度尺 鉛筆 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 實(shí)驗(yàn)步驟 橡皮條 橡皮條 1 用圖釘把白紙釘在水平桌面上的 上 2 用圖釘把 的一端固定在A點(diǎn) 的另 一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套 彈簧測(cè)力計(jì) 橡皮條 3 用兩個(gè) 分別鉤住細(xì)繩套 互成角度地拉橡皮條 使 伸長(zhǎng)到某一位置O 如圖S3 1所示 記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的 用鉛筆描下 的位置及此時(shí)兩 的方向 讀數(shù)F1和F2 O點(diǎn) 方木板 細(xì)繩套 圖S3 1 4 只用一個(gè) 通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的 記下彈簧測(cè)力計(jì)的 5 改變兩個(gè)力F1與F2的大小和夾角再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次 彈簧測(cè)力計(jì) 位置O 讀數(shù)F 和細(xì)繩的方向 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 平行四邊形定則 用 作圖并量出兩個(gè)分力的合力與用一個(gè)測(cè)力計(jì)直接測(cè)出的合力 在誤差允許范圍內(nèi)是相等的 改變力F1和F2的大小和方向 重做上述實(shí)驗(yàn) 可以得到同樣的結(jié)論 實(shí)驗(yàn)分析注意事項(xiàng) 1 使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí) 應(yīng)使拉力沿彈簧測(cè)力計(jì)的軸線方向 橡皮條 彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面 的同 一平面內(nèi) 平行 2 使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí) 拉力適當(dāng) 一些 3 同一次實(shí)驗(yàn)中 橡皮條拉長(zhǎng)后的 必須保持 不變 即保持作用效果相同 結(jié)點(diǎn)位置O 4 實(shí)驗(yàn)中兩細(xì)繩套要長(zhǎng)一些 5 畫(huà)力的圖示時(shí)應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度 盡量使圖畫(huà)得大些 6 同一次實(shí)驗(yàn)中標(biāo)度應(yīng)該相同 要嚴(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 大 誤差分析 1 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí) 橡皮條 細(xì)繩套和彈簧測(cè)力計(jì)不在同一平面內(nèi) 這樣兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的水平拉力的實(shí)際分力比由作圖法得到的合力要小 造成實(shí)驗(yàn)誤差 2 結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的方向畫(huà)得不準(zhǔn)確 造 成作圖誤差 3 兩個(gè)分力的起始夾角 太大 如大于120 再重復(fù)做兩次實(shí)驗(yàn) 為保證結(jié)點(diǎn)O位置不變 即保證合力不變 則 變化范圍不大 因而彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化不顯著 讀數(shù)誤差較大 4 作圖比例不恰當(dāng) 不準(zhǔn)確等造成作圖誤差 5 彈簧測(cè)力計(jì)內(nèi)部因操作不當(dāng)出現(xiàn)摩擦 6 作力的圖示及平行四邊形時(shí)不夠準(zhǔn)確 基礎(chǔ)檢測(cè) 1 本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 A 理想實(shí)驗(yàn)法B 等效替代法C 控制變量法 D 建立物理模型法答案 B 2 多選 在做 互成角度的兩個(gè)力的合成 實(shí)驗(yàn)時(shí) 橡皮條的一端固定在木板上 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條的另一端 A 同一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 O點(diǎn)位置不允許變動(dòng)B 實(shí)驗(yàn)中 彈簧測(cè)力計(jì)必須與木板平行 讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度線C 實(shí)驗(yàn)中 先將其中一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)沿某一方向拉到最大量程 然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向 把橡皮條另一端拉到O點(diǎn)D 實(shí)驗(yàn)中 把橡皮條另一端拉到O點(diǎn)時(shí) 兩彈簧測(cè)力計(jì)之間的夾角應(yīng)取90 以便于算出合力大小答案 CD 考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)操作考查 典例剖析 例1 2015年廣東陽(yáng)東一中 廣雅中學(xué)聯(lián)考 完成以下 驗(yàn) 證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)主要步驟 1 如圖S3 2甲所示 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套 互成角度地拉橡皮條 使橡皮條伸長(zhǎng) 記下結(jié)點(diǎn)O的位置 兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1 F2以及 2 如圖乙 用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到 記下細(xì)繩套的方向Oc 讀得彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F 3 如圖丙 按選定的標(biāo)度作出了力F1 F2的圖示 請(qǐng)?jiān)趫D丙中 a 按同樣的標(biāo)度作出力F的圖示 b 按力的平行四邊形定則作出F1 F2的合力F 甲 乙 丙 圖S3 2 解析 1 該實(shí)驗(yàn)采用的是 等效替換 用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí) 需記下兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)和兩細(xì)繩套的方向 2 用一只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O 由彈簧測(cè)力計(jì)讀出拉力為4 0N 3 根據(jù)力的平行四邊形定則畫(huà)出力的圖示 答案 1 兩細(xì)繩套的方向 2 O點(diǎn)的位置4 0N 3 如圖S3 3所示 圖S3 3 考點(diǎn)練透 1 如圖S3 4甲所示為 探究求合力的方法 的實(shí)驗(yàn)裝置 圖S3 4 1 下列說(shuō)法中正確的是 A 在測(cè)量同一組數(shù)據(jù)F1 F2和合力F的過(guò)程中 橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置不能變化B 彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí) 拉力方向必須豎直向下C F1 F2和合力F的大小都不能超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的量程D 為減小測(cè)量誤差 F1 F2方向間夾角應(yīng)為90 2 彈簧測(cè)力計(jì)的指針如圖乙所示 由圖可知拉力的大小為 N 答案 1 AC 2 4 0 2 2015年湖南長(zhǎng)沙模擬 某同學(xué)做 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 的實(shí)驗(yàn)情況如圖S3 5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(diǎn) OB和OC為細(xì)繩 圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖 甲 乙 圖S3 5 1 如果沒(méi)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 實(shí)驗(yàn)時(shí) 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(diǎn) 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(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套 互成角度地拉橡皮條 使橡皮條伸長(zhǎng) 結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O 記錄下O點(diǎn)的位置 讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示 并用平行四邊形定則求出合力F E 只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì) 通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng) 讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) 記下細(xì)繩的方向 按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F 的圖示 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 有重要遺漏的步驟的序號(hào)是 和 遺漏的內(nèi)容分別是 和 答案 1 F 2 CE C中應(yīng)加上 記下兩條細(xì)繩 的方向 E中應(yīng)說(shuō)明 把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O 考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 重點(diǎn)歸納 1 用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩的方向畫(huà)直線 按選定的標(biāo)度作出這兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1和F2的圖示 并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形 過(guò)O點(diǎn)畫(huà)平行四邊形的對(duì)角線 此對(duì)角線即為合力F的圖示 2 用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的F 的方向作出 這個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F 的圖示 3 比較F 和平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向 上是否相同 典例剖析 例2 將橡皮筋的一端固定在A點(diǎn) 另一端拴上兩根細(xì)繩 每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5N 最小刻度為0 1N的彈簧測(cè)力計(jì) 沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì) 當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí) 兩根細(xì)繩相互垂直 如圖S3 6所示 這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出 圖S3 6 1 由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力大小分別為 N 和 N 2 在如圖S3 7所示的方格紙上按作圖法的要求畫(huà)出這兩 個(gè)力及它們的合力 圖S3 7 3 圖S3 8中甲 乙兩圖是兩位同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 其中圖符合實(shí)際 若合力測(cè)量值F 是準(zhǔn)確的 則F與F 有誤差的原因可能是 圖S3 8 思維點(diǎn)撥 1 讀數(shù)時(shí)要符合有效數(shù)字的要求 2 合理選取標(biāo)度 作出兩分力 再應(yīng)用平行四邊形定則作出合力 解析 1 彈簧測(cè)力計(jì)的最小刻度為0 1N 讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀一 位 所以讀數(shù)分別為2 50N和4 00N 2 取一個(gè)小方格的邊長(zhǎng)表示0 50N 作出兩個(gè)力及它們的 合力如圖S3 9所示 圖S3 9 3 F 是用一個(gè)測(cè)力計(jì)拉橡皮條所得到的 其方向一定在橡皮條所在的直線上 所以乙圖符合實(shí)際 誤差的原因主要是彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)誤差 確定分力方向不夠準(zhǔn)確等原因 答案 1 2 504 00 2 如圖S3 9所示 3 乙 彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)誤并 確定分力方向不夠準(zhǔn)確 備考策略 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理在實(shí)驗(yàn)中占重要的地位 也是高考經(jīng)?？疾榈膬?nèi)容 如研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的逐差法 探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系中的圖象法 以及本實(shí)驗(yàn)的作圖法 都是要掌握的內(nèi)容 考點(diǎn)練透 3 小明同學(xué)在學(xué)完力的合成與分解后 想在家里做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則 他從學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室里借來(lái)兩只彈簧測(cè)力計(jì) 按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 甲 乙 圖S3 10A 在墻上貼一張白紙用來(lái)記錄彈簧彈力的大小和方向B 在一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的下端懸掛一裝滿水的水杯 記下靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F C 將一根大約30cm長(zhǎng)的細(xì)線從可懸掛水杯的環(huán)中穿過(guò) 再將細(xì)線兩端拴在兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上 在靠近白紙?zhí)幱檬謱?duì)稱地拉開(kāi)細(xì)線 使兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)相等 在白紙上記下細(xì)線的方向和彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù) 如圖S3 10甲所示D 在白紙上按一定標(biāo)度作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的彈力的圖示 如圖乙所示 根據(jù)力的平行四邊形定則可求出這兩個(gè)力的合力F 1 在步驟C中 彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為 N 2 在步驟D中 合力F N 3 若 就可以驗(yàn)證力的平行四邊形定則 3 F 近似在豎直方向 答案 1 3 00 2 5 8 5 6 6 0 且數(shù)值與F近似相等 4 在 探究求合力的方法 實(shí)驗(yàn)中 現(xiàn)有木板 白紙 圖 釘 橡皮條 細(xì)繩套和一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì) 1 為完成實(shí)驗(yàn) 某同學(xué)另找來(lái)一根彈簧 先測(cè)量其勁度系 數(shù) 得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表 請(qǐng)?jiān)趫DS3 11中畫(huà)出圖象 并求得該彈簧的勁度系數(shù)k N m 圖S3 11 2 某次實(shí)驗(yàn)中 彈簧測(cè)力計(jì)的指針位置如圖S3 12所示 其讀數(shù)為 N 同時(shí)利用 1 中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2 50N 請(qǐng)畫(huà)出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合 圖S3 12 3 由 2 畫(huà)出的圖得到F合 N 甲 乙 圖S3 13 4 某次實(shí)驗(yàn)中甲 乙兩位同學(xué)得到的結(jié)果如圖S3 13所示 其中 同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí) 力F 是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)拉力的圖示 5 在以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中 造成誤差的主要原因是 至少寫(xiě)出兩種情況 答案 1 如圖D14所示 55 2內(nèi)均可 圖D14 如圖D15所示 2 2 10 有效數(shù)字位數(shù)正確 0 02內(nèi)均可 圖D15 3 3 4 0 2內(nèi)均可 5 FC讀數(shù)比真實(shí)值偏小 確定力的方向不準(zhǔn) 4 甲作圖不準(zhǔn)