高中物理 第3章 实验2 验证力的平行四边形定则课件 新人教版必修1.ppt

实验二　验证力的平行四边形定则实验二　验证力的平行四边形定则同步导学方案课后强化演练一、实验原理一、实验原理1．．若若用用一一个个力力F′或或两两个个力力F1和和F2共共同同作作用用都都能能把把橡橡皮皮条条沿沿某某一一方方向向拉拉至至相相同同长长度度，，即即力力F′与与F1、、F2的的共共同同作作用效果相同，那么用效果相同，那么F′为为F1、、F2的合力．的合力．2．．用用弹弹簧簧测测力力计计分分别别测测出出F′和和F1、、F2的的大大小小，，并并记记下下它它们们的的方方向向，，作作出出F′和和F1、、F2的的图图示示，，以以F1、、F2的的图图示示为为邻邻边边作作平平行行四四边边形形，，其其对对角角线线即即为为用用平平行行四四边边形形定定则则求求得的得的F1、、F2的合力的合力F.3．．比比较较F′与与F，，若若它它们们的的长长度度和和方方向向在在误误差差允允许许的的范范围内相等，则可以证明平行四边形定则的正确性．围内相等，则可以证明平行四边形定则的正确性．二、实验器材二、实验器材方方木木板板、、白白纸纸、、弹弹簧簧测测力力计计(两两只只)、、橡橡皮皮条条、、细细绳绳套套、、三角板、刻度尺、图钉三角板、刻度尺、图钉(若干若干)三、实验步骤三、实验步骤1．．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．2．．用用图图钉钉把把橡橡皮皮条条的的一一端端固固定定在在A点点，，橡橡皮皮条条的的另另一端拴上两个细绳套．一端拴上两个细绳套．3．．用用两两只只弹弹簧簧测测力力计计分分别别钩钩住住细细绳绳套套，，互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条条，，使使橡橡皮皮条条与与绳绳的的结结点点伸伸长长到到某某一一位位置置O，，如如图图所所示示，，记记录录两两弹弹簧簧测测力力计计的的读读数数，，用用铅铅笔笔描描下下O点点的的位位置置及此时两细绳的方向．及此时两细绳的方向．4．．用用铅铅笔笔和和刻刻度度尺尺从从结结点点O沿沿两两条条细细绳绳方方向向画画直直线线，，按按选选定定的的标标度度作作出出这这两两只只弹弹簧簧测测力力计计的的拉拉力力F1和和F2的的图图示示，，并并以以F1和和F2为为邻邻边边用用刻刻度度尺尺作作平平行行四四边边形形，，过过O点点画画平平行行四边形的对角线，此对角线即为合力四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．的图示．5．．只只用用一一只只弹弹簧簧测测力力计计通通过过细细绳绳套套把把橡橡皮皮条条的的结结点点拉拉到到同同样样的的位位置置O，，记记下下弹弹簧簧测测力力计计的的读读数数和和细细绳绳的的方方向向，，用用刻刻度度尺尺从从O点点按按同同样样的的标标度度沿沿记记录录的的方方向向作作出出这这只只弹弹簧簧测力计的拉力测力计的拉力F′的图示．的图示．6．．比比较较力力F′与与平平行行四四边边形形定定则则求求出出的的合合力力F在在大大小小和和方向上是否相同．方向上是否相同．7．．改改变变两两个个力力F1与与F2的的大大小小和和夹夹角角，，再再重重复复实实验验两两次．次．四、注意事项四、注意事项1．．正确使用弹簧测力计正确使用弹簧测力计(1)实实验验中中的的两两只只弹弹簧簧测测力力计计的的选选取取方方法法是是：：将将两两只只弹弹簧簧测测力力计计调调零零后后互互钩钩水水平平对对拉拉过过程程中中，，读读数数相相同同，，则则可可选；若读数不同，应另换或调校，直至相同为止．选；若读数不同，应另换或调校，直至相同为止．(2)使使用用弹弹簧簧测测力力计计测测力力时时，，读读数数应应尽尽量量大大些些，，但但不不能超出它的测量范围．能超出它的测量范围．(3)使使用用前前要要检检查查指指针针是是否否指指在在零零刻刻度度线线上上，，否否则则应应校校正正零零位位(无无法法校校正正的的要要记记录录下下零零误误差差)．．还还需需用用钩钩码码检检查查是否存在示值误差，若存在，应加以校正．是否存在示值误差，若存在，应加以校正．(4)被被测测力力的的方方向向应应与与弹弹簧簧测测力力计计轴轴线线方方向向一一致致，，拉拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩擦．动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩擦．(5)读数时应正对、平视刻度．读数时应正对、平视刻度．2．规范实验操作．规范实验操作(1)不不要要直直接接以以橡橡皮皮条条端端点点为为结结点点，，可可用用一一段段细细绳绳连连两两细细绳绳套套，，以以三三绳绳交交点点为为结结点点，，应应使使结结点点小小些些，，以以便便准准确确地记录结点地记录结点O的位置．的位置．(2)在在同同一一次次实实验验中中，，使使橡橡皮皮条条拉拉长长时时结结点点O的的位位置置一一定要相同．定要相同．(3)不不要要使使用用老老化化的的橡橡皮皮条条，，检检查查方方法法是是用用一一个个弹弹簧簧测测力力计计拉拉橡橡皮皮条条，，要要反反复复做做几几次次，，使使橡橡皮皮条条拉拉到到相相同同的的长长度看弹簧测力计读数有无变化．度看弹簧测力计读数有无变化．(4)细细绳绳套套应应适适当当长长一一些些，，便便于于确确定定力力的的方方向向．．不不要要直直接接沿沿细细绳绳套套的的方方向向画画直直线线，，应应沿沿细细绳绳套套方方向向包包括括末末端端用用铅铅笔笔画画几几个个点点，，取取掉掉细细绳绳套套后后，，再再将将所所标标点点与与O点点连连一一直直线确定力的方向．线确定力的方向．(5)在在同同一一次次实实验验中中，，画画力力的的图图示示所所选选定定的的标标度度要要相相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．五、误差分析五、误差分析1．．误误差差来来源源：：除除弹弹簧簧测测力力计计本本身身的的误误差差外外，，还还有有读读数误差、作图误差等．数误差、作图误差等．2．减小误差的办法．减小误差的办法(1)实实验验过过程程中中读读数数时时眼眼睛睛一一定定要要正正视视弹弹簧簧测测力力计计的的刻刻度度，，要要按按有有效效数数字字和和弹弹簧簧测测力力计计的的精精度度正正确确读读数数和和记记录录．．(2)作作图图时时用用刻刻度度尺尺借借助助于于三三角角板板，，使使表表示示两两力力的的对对边边一一定定要要平平行行．．因因两两个个分分力力F1 、、F2间间的的夹夹角角θ越越大大，，用用平平行行四四边边形形定定则则作作出出的的合合力力F的的误误差差ΔF就就越越大大，，所所以以，，实实验验中中不不要要把把θ取取得得太太大大，，但但也也不不宜宜太太小小，，以以60°～～120°之之间间为为宜宜.在在做做“互互成成角角度度的的两两个个共共点点力力的的合合成成”实实验验时时，，橡橡皮皮筋筋的的一一端端固固定定在在木木板板上上，，先先用用两两个个弹弹簧簧测测力力计计把把橡橡皮皮筋筋的的另另一一端端拉拉到到某某一一确确定定的的O点点，，再再用用一一个个弹弹簧簧测测力力计计把把橡皮筋的另一端拉到橡皮筋的另一端拉到O点，以下操作中错误的是点，以下操作中错误的是(　　　　)题型题型 1 1 对实验操作和注意事项的考查对实验操作和注意事项的考查例例 1A．同一次实验过程中，．同一次实验过程中，O点位置允许变动点位置允许变动B．．实实验验中中，，弹弹簧簧测测力力计计必必须须保保持持与与木木板板平平行行，，读读数数时视线要正对弹簧测力计刻度时视线要正对弹簧测力计刻度C．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上D．．实实验验中中，，把把橡橡皮皮筋筋的的另另一一端端拉拉到到O点点时时，，两两个个弹弹簧测力计之间夹角应取簧测力计之间夹角应取90°，以方便算出合力大小，以方便算出合力大小【【解解析析】】　　同同一一实实验验过过程程中中，，为为确确保保用用两两个个弹弹簧簧测测力力计计拉拉橡橡皮皮筋筋和和用用一一个个弹弹簧簧测测力力计计拉拉橡橡皮皮筋筋的的效效果果相相同同，，两两次次的的O点点位位置置应应相相同同，，A错错误误；；平平行行四四边边形形定定则则是是两两力力合合成成时时普普遍遍遵遵守守的的规规律律，，实实验验中中，，不不应应针针对对特特殊殊情情况况研研究究，，C、、D错误．错误．【答案】【答案】　　ACD【方法总结】【方法总结】(1)为为了了使使两两个个弹弹簧簧秤秤的的拉拉力力的的作作用用效效果果与与一一个个弹弹簧簧秤秤的的拉拉力力的的作作用用效效果果相相同同，，同同一一实实验验的的两两次次拉拉动动过过程程中中，，结点结点O必须重合．必须重合．(2)实实验验过过程程中中两两个个拉拉力力的的合合力力是是用用平平行行四四边边形形定定则则求求出出的的，，不不是是计计算算出出的的．．故故没没必必要要使使两两弹弹簧簧秤秤之之间间的的夹夹角角取特殊角．取特殊角．某某同同学学做做“验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则”的实验中，主要步骤如下：的实验中，主要步骤如下：A．．在在桌桌上上放放一一块块方方木木板板，，在在方方木木板板上上铺铺一一张张白白纸纸，，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．．用用图图钉钉把把橡橡皮皮条条的的一一端端固固定定在在板板上上的的A点点，，在在橡橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套．皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套．C．．用用两两个个弹弹簧簧测测力力计计分分别别勾勾住住细细绳绳套套，，互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条条，，使使橡橡皮皮条条拉拉长长，，结结点点到到达达某某一一位位置置O，，记记录录下下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．变式训练变式训练1-1D．．按按选选好好的的标标度度，，用用铅铅笔笔和和刻刻度度尺尺作作出出两两只只弹弹簧簧测测力力计计的的拉拉力力F1和和F2的的图图示示，，并并用用平平行行四四边边形形定定则则求求出出合合力力F.E．．只只用用一一只只弹弹簧簧测测力力计计，，通通过过细细绳绳套套拉拉橡橡皮皮条条使使其其伸伸长长，，读读出出弹弹簧簧测测力力计计的的示示数数，，记记下下细细绳绳的的方方向向，，按按同同一一标度作出这个力标度作出这个力F′的图示．的图示．F．．比比较较力力F′和和F的的大大小小和和方方向向，，看看它它们们是是否否相相同同，，得出结论．得出结论． 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________．．解解析析：：C步步骤骤中中在在记记录录O点点位位置置和和两两弹弹簧簧测测力力计计读读数数的的同同时时还还应应记记录录下下两两弹弹力力的的方方向向，，也也即即两两条条细细绳绳的的方方向向；；在在E步步骤骤中中，，为为了了保保证证两两次次作作用用效效果果相相同同，，必必须须使使结结点点拉拉到同一位置到同一位置O.答案：答案：(1)C　　E(2) C中未记下两条细绳的方向中未记下两条细绳的方向E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了中未说明是否把橡皮条的结点拉到了O位置位置将将橡橡皮皮筋筋的的一一端端固固定定在在A点点，，另另一一端端拴拴上上两两根根细细绳绳，，每每根根细细绳绳分分别别连连接接着着一一个个量量程程为为5 N、、最最小小刻刻度度为为0.1 N的的弹弹簧簧测测力力计计．．沿沿着着两两个个不不同同的的方方向向拉拉弹弹簧簧测测力力计计．．当当橡橡皮皮筋筋的的活活动动端端拉拉到到O点点时时，，两两根根细细绳绳相相互互垂垂直直，，如下图所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．如下图所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．题型题型 2 2实验数据的处理及实验结果的分析实验数据的处理及实验结果的分析例例 2(1)由由图图可可读读得得两两个个相相互互垂垂直直的的拉拉力力的的大大小小分分别别为为____________ N和和____________ N(只需读到只需读到0.1 N)．．(2)在在方方格格纸纸(见见上上图图)上上按按作作图图法法的的要要求求画画出出这这两两个个力力及它们的合力．及它们的合力．【【解解析析】】　　读读弹弹簧簧测测力力计计示示数数时时，，应应注注意意首首先先找找零零刻刻度度，，尤尤其其是是竖竖直直放放置置的的那那个个弹弹簧簧测测力力计计是是倒倒置置的的，，它它的的读读数数是是2.5 N(而而不不是是3.5 N)水水平平放放置置的的弹弹簧簧测测力力计计读读数数是是4.0 N.【答案】【答案】　　(1)4.0　　2.5(2)如下图所示如下图所示【方法总结】【方法总结】处理实验数据时应注意：处理实验数据时应注意：(1)实验操作要准确，铅笔描线要细．实验操作要准确，铅笔描线要细．(2)作力的图示时，要合理选取标度．作力的图示时，要合理选取标度．(3)弹簧秤读数时，注意有效数字．弹簧秤读数时，注意有效数字．如如图图所所示示是是甲甲、、乙乙两两位位同同学学在在“验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则”的的实实验验中中所所得得到到的的实实验验结结果果，，若若用用F表表示示两两个个分分力力F1、、F2的的合合力力，，用用F′表表示示F1和和F2的的等等效效力力，，则则可可以以判判断断________(填填“甲甲”或或“乙乙”)同同学学的的实实验验结结果果是是符符合事实的．合事实的．变式训练变式训练2-1解解析析：：由由题题设设可可知知，，F为为F1和和F2的的合合力力，，通通过过平平行行四四边边形形定定则则所所得得，，而而F′是是F1和和F2的的等等效效力力，，即即用用一一只只弹弹簧簧测测力力计计拉拉橡橡皮皮条条时时的的拉拉力力，，显显然然F′的的方方向向应应在在细细线线的的方方向向上上，，因因甲甲同同学学F′的的方方向向与与细细绳绳在在同同一一直直线线上上，，故故甲甲同同学学是是符符合合事实的．事实的．本本题题解解答答的的焦焦点点在在F′的的方方向向的的确确定定上上．．两两位位同同学学的的实实验验结结果果都都有有误误差差，，这这是是正正常常的的，，但但乙乙同同学学很很明明显显在在F′的的方方向的确定上违背了实验的要求，作图是错误的．向的确定上违背了实验的要求，作图是错误的．答案：答案：甲甲。