实验验证力的平行四边形定则.pptx
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1、会计学1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 我们已经学习了许多物理量其中体积、质量、我们已经学习了许多物理量其中体积、质量、时间、长度的运算所遵循的是代数的加减法则,为时间、长度的运算所遵循的是代数的加减法则,为什么力的合成要遵循平行四边形定则呢什么力的合成要遵循平行四边形定则呢?这种运算法这种运算法则是否正确呢则是否正确呢?第1页/共41页有同学提出以下猜想:有同学提出以下猜想:1.1.合力的大小只在分力夹角为锐角时遵循平行四边合力的大小只在分力夹角为锐角时遵循平行四边形法则。形法则。2.2.夹角为直角时,用勾股定理计算,不遵循平行四夹角为直角时,用勾股定理计算,不遵循平行
2、四边形法则。边形法则。同学们,你是怎样认为的呢?说说你的猜想。同学们,你是怎样认为的呢?说说你的猜想。第2页/共41页1 1.掌握弹簧测力计的正确使用方法掌握弹簧测力计的正确使用方法。2.2.根据实验的要求,会对给定的实验步骤排序、根据实验的要求,会对给定的实验步骤排序、纠错。纠错。3 3.验证力的平行四边形定则,验证力的平行四边形定则,培养用作图法处理培养用作图法处理问题的能力。问题的能力。(重点重点)第3页/共41页验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则【实验目的实验目的】第4页/共41页一个力一个力FF的作用效果和两个力的作用效果和两个力F
3、F1 1、F F2 2的作用效果的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所所以力以力FF就是这两个力就是这两个力F F1 1和和F F2 2的合力的合力,作出力作出力FF的的图示图示.再根据平行四边形定则作出力再根据平行四边形定则作出力F F1 1和和F F2 2的合力的合力F F的图示的图示,比较比较F F和和FF的大小和方向是否相同的大小和方向是否相同,若相若相同同,则说明互成角度两个力合成时遵循平行四边形则说明互成角度两个力合成时遵循平行四边形定则定则.【实验原理实验原理】第5页/共41页方木板一块、白纸、弹簧测力计方木板一块、白纸、弹
4、簧测力计(两只两只)、橡皮、橡皮条、细绳套条、细绳套(两个两个)、三角板、刻度尺、图钉、三角板、刻度尺、图钉(几几个个)、细芯铅笔、细芯铅笔.【实验器材实验器材】第6页/共41页(1)(1)在桌上平放一块方木板,在方木板上铺一张白在桌上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上。纸,用图钉把白纸钉在方木板上。【实验步骤实验步骤】第7页/共41页(2)(2)用图钉把橡皮条的一端固定在板上的用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A A点,在点,在橡皮条的另一端栓上两条细绳套。橡皮条的另一端栓上两条细绳套。EA注意:请设计好伸长结点的位置,以便作图。注意:请设计好伸长结点的位置,以便作
5、图。第8页/共41页(3)(3)用两个弹簧测力计分别勾住绳套,互成角度地拉用两个弹簧测力计分别勾住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O O。(4)(4)用铅笔记下用铅笔记下O O点的位置和两条细绳的方向,读出两点的位置和两条细绳的方向,读出两个弹簧测力计的示数。个弹簧测力计的示数。F1OF2AE示示数数示数示数第9页/共41页(5)(5)用铅笔和刻度尺在白纸上从用铅笔和刻度尺在白纸上从O O点沿着两条细绳的方点沿着两条细绳的方向画直线,按着一定的标度作出两个力向画直线,按着一定的标度作出两个力F F1 1和和F F2 2的图示。的图示
6、。用平行四边形定则求出合力。用平行四边形定则求出合力。F1F2Fo第10页/共41页(6)(6)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到点拉到同样位置同样位置O O。读出示数,记下细绳的方向,按。读出示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力同一标度作出这个力F F的图示。的图示。OEF/F1FF2F/第11页/共41页(7)(7)比较比较F F与用平行四边形定则求得的合力与用平行四边形定则求得的合力F F的大小和的大小和方向,看它们是否相等。方向,看它们是否相等。F1FF/oF F/是理论值,是理论值,F F是实验值是实验值F2第12页/共4
7、1页在误差允许范围内,理论值和实验值大小相等方向在误差允许范围内,理论值和实验值大小相等方向相同。验证了平行四边形定则的正确性。相同。验证了平行四边形定则的正确性。第13页/共41页实验过程展示实验过程展示第14页/共41页1.1.用两个测力计拉橡皮条时用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内力计不在同一个平面内,这样两个测力计的水平这样两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小分力的实际合力比由作图法得到的合力小.2.2.结点结点O O的位置和两个测力计的方向画得不准的位置和两个测力计的方向画得不准,造造成作图的误差成作图的误差.【误差分析误差分
8、析】第15页/共41页3.3.两个分力的起始夹角两个分力的起始夹角太大太大,如大于如大于120,120,再重再重做两次实验,为保证结点做两次实验,为保证结点O O位置不变位置不变(即保证合力不即保证合力不变变),),则则变化范围不大,因而测力计示数变化不显变化范围不大,因而测力计示数变化不显著著,读数误差大读数误差大.4.4.作图比例不恰当造成作图误差作图比例不恰当造成作图误差.第16页/共41页1 1正确使用弹簧测力计正确使用弹簧测力计(1)(1)实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉过程中,读两只弹簧测力计调零后互钩水平
9、对拉过程中,读数相同,则可选;若读数不同,应另换或调校,数相同,则可选;若读数不同,应另换或调校,直至相同为止直至相同为止(2)(2)使用弹簧测力计测力时,读数应尽量大些,使用弹簧测力计测力时,读数应尽量大些,但不能超出它的测量范围但不能超出它的测量范围【注意事项注意事项】第17页/共41页(3)(3)使用前要检查指针是否指在零刻度线上,否使用前要检查指针是否指在零刻度线上,否则应校正零位则应校正零位(无法校正的要记录下零误差无法校正的要记录下零误差)还还需用钩码检查是否存在示值误差,若存在,应加需用钩码检查是否存在示值误差,若存在,应加以校正以校正(4)(4)被测力的方向应与弹簧测力计轴线方
10、向一致,被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致,拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩擦擦(5)(5)读数时应正对、平视刻度读数时应正对、平视刻度第18页/共41页2 2规范实验操作规范实验操作(1)(1)不要直接以橡皮条端点为结点,可用一段细不要直接以橡皮条端点为结点,可用一段细绳连两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点小绳连两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点小些,以便准确地记录结点些,以便准确地记录结点O O的位置的位置(2)(2)在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点O O的位的位置一定要相同置一定要相同(3)(
11、3)不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条,要反复做几次,使橡皮条拉簧测力计拉橡皮条,要反复做几次,使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化第19页/共41页(4)(4)细绳套应适当长一些,便于确定力的方向不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,再将所标点与铅笔画一个点,取掉细绳套后,再将所标点与O O点点连一直线确定力的方向连一直线确定力的方向(5)(5)在同一次实验中,画力的图示所
12、选定的标度要在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些一些(6)(6)两拉力两拉力F F1 1和和F F2 2夹角不宜过小。夹角不宜过小。第20页/共41页1.1.实验时由作图法得到的合力实验时由作图法得到的合力F F和单个弹簧测力和单个弹簧测力计测量的实际合力计测量的实际合力FF忘记标注而造成错乱忘记标注而造成错乱,你如你如何加以区分何加以区分?提示提示:由弹簧测力计测量合力时必须使橡皮筋伸由弹簧测力计测量合力时必须使橡皮筋伸直直,所以与所以与AOAO共线的合力表示由单个测力计测量共线的合力表示由单个测
13、力计测量得到的实际合力得到的实际合力FF,不共线的合力表示由作图,不共线的合力表示由作图法得到的合力法得到的合力F.F.【交流与思考交流与思考】第21页/共41页2.2.如何设计实验探究两力合力随角度的变化规律如何设计实验探究两力合力随角度的变化规律?如何观察合力的变化规律?如何观察合力的变化规律?提示:提示:保持两力的大小不变保持两力的大小不变,改变两力之间的夹改变两力之间的夹角角,使两力的合力发生变化使两力的合力发生变化,可以通过观察结点的可以通过观察结点的位置变化位置变化,判断合力大小的变化情况判断合力大小的变化情况,结点离固定结点离固定点越远点越远,说明两力的合力越大说明两力的合力越大
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