2023届高考物理统考版一轮学案-实验三验证力的平行四边形定则.docx
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1、实验三验证力的平行四边形定则必备知识自主排查一、基本原理与操作原理装置图操作要领互成角度的两个力与一个力产生相同的效果(1)装置安装:在方木板上用图钉固定一张白纸,如左图(2)记录数据:两个弹簧测力计的使用:用铅笔描下O点位置细绳套的方向,并记录两弹簧测力计的读数一个弹簧测力计的使用:仍使小圆环处于O点,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向(3)作图:选定相同的标度,严格按力的图示要求作图二、数据处理1用铅笔和刻度尺从结点的投影点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边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,此对角线即
2、为合力F的图示2用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤(3)中弹簧测力计的拉力F的图示3比较F与F是否在实验误差允许的范围内重合,从而验证平行四边形定则注意事项1位置不变同一次实验中橡皮条拉长后的结点O必须保持不变2拉力(1)细绳应适当长一些,便于确定力的方向不要直接沿细绳方向画直线,应在细绳两端画两个射影点,去掉细绳后,连直线确定力的方向(2)应尽量使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内(3)弹簧测力计数据尽量大些,读数时眼睛要正视,要按有效数字正确读数和记录3作图(1)在同一次实验中,选定的比例要相同(2)两分力夹角不能太大或太小,作图时两力与对边一定要平行误差
3、分析产生原因减小方法偶然误差读数误差弹簧测力计数据在允许的条件下尽量大些,读数时眼睛要正视作图误差两分力夹角不能太大或太小,作图时两力的对边一定要平行系统误差弹簧测力计本身的误差选较精确的弹簧测力计关键能力分层突破考点一教材原型实验例1. 某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB与OC为细绳图乙是在白纸上根据实验结果画出的图(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F两力中,方向一定沿AO方向的是_(2)本实验采用的科学方法是_A理想实验法B等效替代法C控制变量法 D建立物理模型法(3)实验时,主要的步骤是:A在桌上放一块方木板,
4、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F1和F2;D按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;E只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数F,记下细绳的方向,按同一标度作出F的图示;F比较F和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论上述步骤中:有重要遗漏的步骤的选项是_和_;遗漏的内
5、容分别是_和_跟进训练1.某同学为了验证力的平行四边形定则,设计了如下实验,实验原理如图甲所示将三根细绳套系于同一点O,然后与同学配合,同时用三个弹簧测力计分别拉住三根细绳套,以合适的角度向三个不同方向拉开当稳定后,分别记录三个弹簧测力计的读数(1)关于下列实验操作不必要的步骤是:_A要保证三根细绳套长度相等B实验时需要注意保证各弹簧测力计及细绳套在同一水平面内C改变拉力重复实验,每次必须保证O点在同一位置D记录弹簧测力计读数的同时,必须记录各拉力的方向E为完成平行四边形定则的验证,实验时还需要测量各拉力间的夹角(2)某次实验测得弹簧测力计读数分别为FA2.2 N,FB2.4 N,FC3.2
6、N,请根据图乙记录的各力的方向,结合实验原理,在虚线框内画出力的图示,并作出相应的平行四边形,加以验证2某同学在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,利用以下器材:两个轻弹簧A和B、白纸、方木板、橡皮筋、图钉、细线、钩码、刻度尺、铅笔实验步骤如下:(1)用刻度尺测得弹簧A的原长为6.00 cm,弹簧B的原长为8.00 cm;(2)如图甲,分别将弹簧A、B悬挂起来,在弹簧的下端挂上质量为m100 g的钩码,钩码静止时,测得弹簧A长度为6.98 cm,弹簧B长度为9.96 cm.取重力加速度g9.8 m/s2,忽略弹簧自重的影响,两弹簧的劲度系数分别为kA_ N/m,kB_ N/m;(3)如
7、图乙,将木板水平固定,再用图钉把白纸固定在木板上,将橡皮筋一端固定在M点,另一端系两根细线,弹簧A、B一端分别系在这两根细线上,互成一定角度同时水平拉弹簧A、B,把橡皮筋结点拉到纸面上某一位置,用铅笔描下结点位置并记为O.测得此时弹簧A的长度为8.10 cm,弹簧B的长度为11.80 cm,并在每条细线的某一位置用铅笔记下点P1和P2;(4)如图丙,取下弹簧A,只通过弹簧B水平拉细线,仍将橡皮筋结点拉到O点,测得此时弹簧B的长度为13.90 cm,并用铅笔在此时细线的某一位置记下点P,此时弹簧B的弹力大小为F_ N(计算结果保留三位有效数字);(5)根据步骤(3)所测数据计算弹簧A的拉力FA、
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