2019高中物理 重难点复习一本通 专题09 实验:验证力的平行四边形定则重、难点通关学案1.doc
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1、1专题专题 0909 实验:验证力的平行四边形定则实验:验证力的平行四边形定则重难点重难点 1 1 验证验证力的平行四边形定则力的平行四边形定则一、实验仪器一、实验仪器方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔二、实验原理二、实验原理1合力F的确定:一个力F的作用效果与两个共点力F1与F2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点,则F为F1和F2的合力2合力理论值F的确定:根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示3平行四边形定则的验证:在实验误差允许的范围内,比较F和F是否大小相等、方向相同三、实验步骤三、实验步骤1在方木板上用图钉固定一张白
2、纸,如图甲所示,用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A点,在橡皮条的另一端拴上两个细绳套2用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条将结点拉到某位置O,用铅笔描下结点的位置、细绳的方向,并记录两弹簧测力计的读数3如图 乙所示,按适当的比例作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板,以F1、F2为邻边画出平行四边形,并画出对角线F.4用一个弹簧测力计把橡皮条拉到同一位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,并用同样的比例作出这个力F的图示5比较F与F的大小和方向,看它们在实验误差允许范围内是否相同,从而验证平行四边形定则四、注意事项四、注意事项1结点(1)定位O点时要力
3、求准确;(2)同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持位置不变2拉力(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向;2(2)应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内;(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,求出合力五、误差分析五、误差分析1弹簧测力计使用前没调零会造成误差2使用中,弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在会造成误差3两次测量拉力时,橡皮条的结点没有拉到同一点会造成偶然误差4两个分力的夹角太小或太大以及F1、F2数
4、值太小,应用平行四边形定则作图时,都会造成偶然误差. 【典例精析典例精析】【例例 1】1】做“探究求合力的方法”的实验时:(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有_和_(2)在做上述实验时,在水平放置的木板上垫上一张白纸,把橡皮条的一端固定在板上,另一端结两个细绳套,通过细绳用两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条,使结点移到某一位置O,此时需记下:_;_;_.然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长,使结点到达_,再记下_(3)在某次实验中,某同学的实验结果如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳结点的位置图中_是力F1与F2的合力的理论值;_是力
5、F1与F2的合力的实验值通过把_和_进行比较,验证平行四边形定则【参考答案】(1)三角板 橡皮条 (2)O点位置 细绳所指方向 相应弹簧测力计读数 同一位置O点 弹簧测力计读数和细绳方向 (3)F F F F【精准解析】(1)做“探究求合力的方法”的实验时,除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有三角板(做平行四边形用)和橡皮筋。(2)由于“探究求合力的方法”的实验中要记录橡皮条拉伸后O点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向所以通过细绳用两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条,使结点移到某一位置O,此时需记下:3O点位置;细绳所指方向 相应弹簧测力计读数。.然后
6、用一个弹簧测力计把橡皮条拉长,使结点到达同一位置O点,再记下弹簧测力计读数和细绳方向(3)合力的实验值应该为沿 OA 方向,理论值为以两分力为平行四边形两邻边画出的平行四边形的对角线,所以图中F 是力F1与F2的合力的理论值;F 是力F1与F2的合力的实验值通过把F 和F 进行比较,若在实验误差范围内,即验证了平行四边形定则【例例 2】2】某同学用如图甲所示的装置探究求合力的方法将一木板(图中未画出)竖直放置与铁架台和轻弹簧所在平面平行其部分实验操作如下,请完成下列相关内容:(1)如图甲,在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O;(2)卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端,用两弹簧测力计将弹簧
7、末端拉到同一位置O,记录细绳套AO、BO的_及两弹簧测力计相应的读数图乙中B弹簧测力计的读数为_N;(3)该同学在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示,请在图丙中作出FA、FB的合力F;(4)已知钩码的重力,可得弹簧所受的拉力F如图丙所示,观察比较F和F,得出结论:_.【参考答案】(2)方向 11.40 (3)如图所示 (4)在实验误差允许范围内F和F相等【精准解析】(2)由于“探究求合力的方法”的实验中要记录橡皮条拉伸后O点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向所以卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端,用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一4位置O,记录细绳套AO、BO的方向及两
8、弹簧测力计相应的读数根据弹簧秤读数规则,图乙中B弹簧测力计的读数为 11.40N;(4)已知钩码的重力,可得弹簧所受的拉力F如图丙所示,观察比较F和F,二者在实验误差允许范围内相同,得出结论:在实验误差允许范围内F和F相等。【例例 3】3】在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列说法正确的是_A将橡皮条拉伸相同长度即可B将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C将弹簧秤都拉伸到相同刻度D将橡皮条和绳的结点拉到相
9、同位置(2)同学们在操作过程中有如下讨论,其中对减小实验误差有益的说法是_A两细绳必须等长B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些【参考答案】(1)BD (2)BD【精准解析】(1)该实验的关键是等效替代,故选 B、D.(2)对减小实验误差有益的说法是:弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,可以减小方向误差,所以选项 BD 正确。1(实验注意事项)(多选)在做“探究求合力的方法”的实验时,先用两个弹簧测力计拉橡皮条,再用一个弹簧测力计拉橡皮条,两次
10、须使橡皮条的结点达到同一位置,这样做是为了A便于测量力的大小B使两个分力和它的合力产生相同的效果C使两个分力和它的合力有相同的作用点D便于画出分力与合力的方向【答案】BC52(实验原理及步骤)某同学做“探究求合力的方法”实验时,主要步骤有:A在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;C用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;D按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图
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