2018届高考物理一轮复习 第2章 实验3 验证力的平行四边形定则课件
60页1、第二章 相互作用,实验三 验证力的平行四边形定则,基础梳理 一、实验目的 1验证力的平行四边形定则 2培养学生应用作图法处理实验数据和得出结论的能力,二、实验原理 等效思想:一个力F的作用效果和两个力F1、F2的共同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,与根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示比较,在实验误差允许的范围内,F和F大小相等、方向相同 三、实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(多个)、铅笔,四、实验步骤 1仪器的安装 (1)用图钉把白纸钉在方木板上 (2)把方木板平放在桌面上,用图钉把橡皮条的一端固定在A点,如图所示,橡皮条的另一端拴上两个细绳套,2操作、记录及结论 (1)用两个弹簧测力计分别勾住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O.用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数注意在使用弹簧测力计的时候,要使它的弹簧与木板平面平行 (2)用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两条细绳套的方向画直线,按选定的标度作这
2、两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,即为合力F的图示,(3)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样位置O.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F的图示 (4)比较力F与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向,在实验误差允许的范围内看它们是否相等 (5)改变两个分力的大小和夹角,再做两次实验,五、注意事项 1结点O (1)定位O点时要力求准确 (2)同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持不变 2拉力 (1)用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向 (2)应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一平面内 (3)两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小,3作图 (1)在同一次实验中,选定的比例要相同 (2)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,六、误差分析 1弹簧测力计本身的误差 2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 3作图误差
3、 减小作图误差的方法:作图时两力的对边一定平行两个分力F1、F2间的夹角越大,用平行四边形作出的合力F的误差F就越大,所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大,方法规律 1.一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效替代此处的“作用效果”是指弹性形变量 2在实验室里如何选取两只规格相同的测力计? 提示:取两只测力计对钩向相反方向拉的过程中,若读数总相同,则可选,若读数不同,应另换,直至相同为止 3实验过程中两力的夹角越大越好吗? 提示:用两个弹簧测力计勾住绳套互成角度地拉橡皮筋时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60 到100之间为宜,4具体实验操作时为什么要缓慢地拉橡皮筋? 提示:用两个弹簧测力计互成角度地缓慢地拉橡皮筋,而不应过快地拉,以免超出弹簧弹性限度损坏弹簧或弹簧卡壳 5不要用老化的橡皮筋,检查方法是用一个弹簧拉橡皮筋,要反复做几次,使橡皮筋拉到相同的长度看弹簧读数有无变化 6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,取掉细绳套后,再将所标点与O点连直线确定力的方向,考向一 对实验原理和实验操作的考查
4、典例1 (2015安徽,21)在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示请将以下的实验操作和处理补充完整:,按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3; 根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F; 比较_的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验,解析 使一个力F的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果相同,都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点,则力F就是力F1、F2的合力作出F的图示,再根据力的平行四边形定则作出力F1、F2的合力F3的图示,比较F和F3的大小和方向是否有较大差异,从而验证力的平行四边形定则 答案 沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线 F和F3,考向二 实验数据处理 典例2 (2015山东,21)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则,如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下
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