【步步高】2013年高考物理大一轮 第二章 10 实验 探究力的平行四边形定则学案 新人教版必修1
新步步高高考物理(全国用)大一轮复习讲义课件：第二章 相互作用 专题强化二
4
盘查拓展点
生活中平衡问题的实例分析 力的平衡问题在日常生活中有许多实例，解答的关键是要建立正确的物 理模型，选择合适的的解题方法，一般按以下步骤进行：
【典例】 一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹 簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾角θ＝45°)、锁槽E以及连杆、锁头等部件 组成，如图甲所示.设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为 μ，最大静摩擦力Ffm由Ffm＝μFN(FN为正压力)求得.有一次放学后，当某同 学准备关门时，无论用多大的力， 也不能将门关上(这种现 象称为自锁)，此刻暗锁 所处的状态的俯视图如 图乙所示，P为锁舌D与 锁槽E之间的接触点，弹 簧由于被压缩而缩短了x.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
2.(多选)如图所示，粗糙水平面上有一长木板，一个人站在木板上用力F 向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态.三者的质量均为m，下列 说法正确的是 答案 A.箱子受到的摩擦力方向向右
√B.人受到的摩擦力方向向右 √C.箱子对木板的摩擦力方向向右
D.若水平面光滑，人用同样大小的力F推箱子，能使长木板在水平面上 滑动
√A.B对A的摩擦力大小为Ff，方向向左
B.A和B保持静止，C匀速运动
√C.A保持静止，B和C一起匀速运动 √D.C受到地面的摩擦力大小为F－Ff
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
√D.支持力小于(M＋m)g
Ff
mg
2
命题点二
动态平衡问题
1.共点力的平衡 (1)平衡状态：物体处于 静止 或 匀速直线运动 状态，称为平衡状态. (2)平衡条件：物体所受合力 为零 ，即 F合＝0 .若采用正交分解法求平 衡问题，则平衡条件是 Fx合＝0，Fy合＝0 . (3)常用推论： ①二力平衡：二力等大反向. ②三力平衡：任意两个力的合力与第三个力等大反向. ③多力平衡：其中任意一个力与其余几个力的合力等大反向.
【步步高】高考物理大一轮复习讲义 第二章 章末限时练(含解析) 新人教版
《步步高》高考物理（人教版通用）大一轮复习讲义第二章章末限时练(满分：100分时间：90分钟)一、选择题(每小题4分，共40分)1．某物体在n个共点力的作用下处于静止状态，若把其中一个力F1的方向沿顺时针方向转过90°，而保持其大小不变，其余力保持不变，则此时物体所受的合力大小为( )A．F1 B.2F1C．2F1D．0答案 B解析物体受n个力处于静止状态，则其中(n－1)个力的合力一定与剩余的那个力等大反向，故除F1以外的其他各力的合力大小等于F1，且与F1方向相反，故当F1转过90°后，物体受到的合力大小应为2F1，选项B正确．2．如图1甲所示为实验室常用的弹簧测力计，弹簧的一端与有挂钩的拉杆相连，另一端固定在外壳上的O点，外壳上固定一个圆环，整个外壳重为G，弹簧及拉杆的质量忽略不计．现将该弹簧测力计用如图乙、丙的两种方式固定在地面上，并分别用相同的力F0(F0>G)竖直向上拉弹簧测力计，则稳定后弹簧测力计的读数分别为( )图1A．乙图读数为F0－G，丙图读数为F0B．乙图读数为F0，丙图读数为F0－GC．乙图读数为F0－G，丙图读数为F0＋GD．乙图读数为F0，丙图读数为F0答案 B解析弹簧测力计的读数应是弹簧中的弹力大小．在图乙中，F0与弹簧拉力是一对作用力与反作用力，大小一定相等．在图丙中，由共点力的平衡知F0＝F弹＋G，所以F弹＝F0－G，选项B正确．3．如图2所示，固定的斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面是水平的，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且F≠0.则下列描述正确的是( )A．B可能受到3个或4个力作用图2B．斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向下C．A对B的摩擦力可能为0D．A、B整体可能受三个力作用答案BD解析对A、B整体，一定受到重力G、斜面支持力F N、水平力F，如图(a)，这三个力可能使整体平衡，因此斜面对A、B整体的静摩擦力可能为0，可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，B、D正确；对木块A，受力如图(b)，水平方向受力平衡，因此一定受到B对A的静摩擦力F f A，由牛顿第三定律可知，C错；对木块B，受力如图(c)，其中斜面对B的摩擦力F f可能为0，因此木块B可能受4个或5个力作用，A错．4．帆船航行时，遇到侧风需要调整帆面至合适的位置，保证船能有足够的动力前进．如图3是帆船航行时的俯视图，风向与船航行方向垂直，关于帆面的a、b、c、d四个位置，可能正确的是( )A．a B．b 图3C．c D．d答案 B5．一轻杆AB，A端用铰链固定于墙上，B端用细线挂于墙上的C点，并在B端挂一重物，细线较长使轻杆位置如图4甲所示时，杆所受的压力大小为F N1，细线较短使轻杆位置如图乙所示时，杆所受的压力大小为F N2，则有( )图4A．F N1>F N2B．F N1<F N2C．F N1＝F N2D．无法比较答案 C解析轻杆一端被铰链固定在墙上，杆上的弹力方向沿杆的方向．由牛顿第三定律可知：杆所受的压力与杆对B点细线的支持力大小相等，方向相反．对两种情况下细线与杆接触点B受力分析，如图甲、乙所示，由图中几何关系可得：F N1AB＝mgAC，F N2AB＝mgAC，故F N1＝F N2，选项C正确．6．如图5所示，光滑水平地面上放有截面为14圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止．若将A的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则( ) 图5A．水平外力F增大B．墙对B的作用力减小C．地面对A的支持力减小D．A对B的作用力减小答案BD解析对物体B的受力分析如图所示，A的位置左移，θ角减小，F N1＝G tan θ，F N1减小，B项正确；F N＝Gcos θ，F N减小，D项正确；以A、B为一个整体受力分析，F N1＝F，所以水平外力F减小，A项错误；地面对A的支持力等于两个物体的重力之和，所以该力不变，C项错误．7．如图6所示，一辆质量为M的汽车沿水平面向右运动，通过定滑轮将质量为m的重物A缓慢吊起．在吊起重物的过程中，关于绳子的拉力F T、汽车对地面的压力F N和汽车受到的摩擦力F f随细绳与水平方向的夹角θ变化的图象中正确的是 ( ) 图6答案 AC解析 因为绳子跨过定滑轮，故绳子张力等于重物A 的重力，A 正确；由牛顿第三定律可知，汽车对地面的压力大小等于地面对汽车的支持力，故以汽车为研究对象，受力分析得F N ＝Mg －F T sin θ，取θ＝0时，F N ＝Mg ，B 错误；因为缓慢吊起重物，汽车可视为处于平衡状态，故有F f ＝F T cos θ，故C 对，D 错．8．如图7所示，A 、B 两物体叠放在水平地面上，A 物体质量m ＝20 kg ，B 物体质量M ＝30 kg.处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁，另一端与A 物体相连，弹簧处于自然状态，其劲度系数为250 N/m ，A 与 图7B 之间、B 与地面之间的动摩擦因数为μ＝0.5.现有一水平推力F 作用于物体B 上推着B 缓慢地向墙壁移动，当移动0.2 m 时，水平推力F 的大小为(g 取10 m/s 2) ( ) A ．350 NB ．300 NC ．250 ND ．200 N答案 B解析 由题意可知F f A max ＝μmg ＝100 N ．当A 向左移动0.2 m 时，F 弹＝k Δx ＝50 N ，F 弹<F f A max ，即A 、B 间未出现相对滑动，对整体受力分析可知，F ＝F f B ＋F 弹＝μ(m ＋M )g ＋k Δx ＝300 N ，B 选项正确．9．如图8所示，左侧是倾角为30°的斜面、右侧是圆弧面的物体固定 在水平地面上，圆弧面底端切线水平，一根两端分别系有质量为m 1、m 2的小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮．当它们处于平衡状 图8态时，连结m 2小球的轻绳与水平线的夹角为60°，不计一切摩擦，两小球可视为质点．两小球的质量之比m 1∶m 2等于( )A ．2∶ 3B ．2∶3C.3∶2D ．1∶1答案 A解析 对m 2受力分析如图所示 进行正交分解可得F N cos 60°＝F T cos 60° F T sin 60°＋F N sin 60°＝m 2g解得F T ＝m 2g3对m 1球受力分析可知，F T ＝m 1g sin 30°＝12m 1g可知m 1∶m 2＝2∶3，选项A 正确．10．如图9所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O 点，跨过滑轮的细绳连接物块A 、B ，A 、B 都处于静止状态，现将物 块B 移至C 点后，A 、B 仍保持静止，下列说法中正确的是( )图9A ．B 与水平面间的摩擦力增大B ．绳子对B 的拉力增大C ．悬于墙上的绳所受拉力不变D ．A 、B 静止时，图中α、β、θ三角始终相等 答案 AD解析 因为将物块B 移至C 点后，A 、B 仍保持静止，所以绳中的拉力大小始终等于A 的重力，通过定滑轮，绳子对B 的拉力大小也等于A 的重力，而B 移至C 点后，右侧绳子与水平方向的夹角减小，对B 进行受力分析可知，B 受到水平面的静摩擦力增大，所以选项A 正确，B 错误；对滑轮受力分析可知，悬于墙上的绳所受拉力等于两边绳的合力，由于两边绳子的夹角变大，两边绳的合力将减小，选项C 错误；由几何关系可知α、β、θ三角始终相等，选项D 正确． 二、非选择题(共60分)11．(6分)为测定木块P 和木板Q 间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，图10为实验装置示意图，其中各物体的接触面均水平，该同学在实验中的主要操作有：图10A ．用弹簧测力计测出木块P 的重力为G P ＝6.00 N ；B ．用弹簧测力计测出木板Q 的重力为G Q ＝9.25 N ；C ．用手按住木块和木板，按图10装置安装好器材；D ．松开木块和木板让其运动，待弹簧测力计指针稳定时再读数． (1)上述操作中多余的步骤是________．(填步骤序号)(2)在听取意见后，该同学按正确方法操作，稳定时弹簧测力计的 指针位置如图11所示，其示数为______ N ．根据该同学的测量数据，可求得木块P 和木板Q 间的动摩擦因数为______． 图11 答案 (1)B (2)2.10 0.35解析 (1)要做好本题，需理解实验原理．无论木板怎样滑动，弹簧测力计的示数总与P 木块的滑动摩擦力相等，且这个值是稳定的，故可用F ＝μF N ＝μmg 求解μ，所以步骤B 是多余的．(2)由读数的估读规则可知，弹簧测力计的读数为2.10 N ，由F ＝μF N ＝μmg ，可知μ＝F mg＝0.35. 12．(8分)某同学做“验证力的平行四边形定则”实验的情况如图12甲所示，其中A 为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB 和OC 为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．图12(1)实验中用弹簧测力计测量力的大小时，下列使用方法中正确的是________．A．拿起弹簧测力计就进行测量读数B．拉橡皮筋的拉力大小不能超过弹簧测力计的量程C．测量前检查弹簧指针是否指在零刻线，用标准砝码检查示数正确后，再进行测量读数D．应尽量避免弹簧、指针、拉杆与刻度板间的摩擦(2)关于此实验的下列说法中正确的是________．A．同一次实验中，O点位置不允许变动B．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置C．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°D．实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点(3)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．(4)本实验采用的科学方法是________．A．理想实验法B．等效替代法C．逆向思维法D．建立物理模型法答案(1)BCD (2)A (3)F′(4)B13．(10分)如图13所示，一根质量不计的横梁A端用铰链固定在墙壁上，B端用细绳悬挂在墙壁上的C点，使得横梁保持水平状态．已知细绳与竖直墙壁之间的夹角为60°，当用另一段轻绳在B点悬挂一个质量为M＝6 kg的重物时，求轻杆对B点的弹力和绳BC的拉力大小．(g取10 m/s2) 图13答案60 3 N 120 N解析设杆对B点的弹力为F1，因横梁A端用铰链固定，故F1的方向沿杆方向，绳BC对B点的拉力为F2，由于B点静止，B点所受的向下的拉力大小恒定为重物的重力，根据受力平衡的特点，杆的弹力F 1与绳BC对B点的拉力F2的合力一定竖直向上，大小为Mg，如图所示．根据以上分析可知弹力F1与拉力F2的合力大小F＝G＝Mg＝60 N由几何知识可知F1＝F tan 60°＝60 3 NF2＝Fsin 30°＝120 N即轻杆对B点的弹力为60 3 N，绳BC的拉力为120 N.14．(10分)如图14所示，质量为m1＝5 kg的滑块，置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小为30 N的力F推滑块，滑块沿斜面向上匀速运动，斜面体质量m2＝10 kg，且始终静止，取g＝10 m/s2，求：图14(1)斜面对滑块的摩擦力．(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力．答案(1)5 N (2)15 3 N 135 N解析(1)用隔离法：对滑块受力分析，如图甲所示，在平行斜面的方向上：F＝m1g sin 30°＋F f，F f＝F－m1g sin 30°＝(30－5×10×0.5) N＝5 N.(2)用整体法：因两个物体均处于平衡状态，故可以将滑块与斜面体当作一个整体来研究，其受力如图乙所示，由图乙可知：在水平方向上有F f地＝F cos 30°＝15 3 N；在竖直方向上，有F N地＝(m1＋m2)g－F sin30°＝135 N.15．(13分)如图15所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别为m A＝10 kg，m B＝20 kg，A、B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.5.一轻绳一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37°，今欲用外力将物体B匀速向右图15拉出，求所加水平拉力F的大小，并画出A、B的受力分析图．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)答案160 N 见解析图解析A、B的受力分析如图甲、乙所示对A应用平衡条件，有F T sin 37°＝F f1＝μF N1F T cos 37°＋F N1＝m A g联立得F N1＝3m A g4μ＋3＝60 N，F f1＝μF N1＝30 N对B应用平衡条件，有F N1＝F N1′，F f1＝F f1′F＝F f1′＋F f2＝F f1＋μF N2＝F f1＋μ(F N1′＋m B g)＝160 N16．(13分)如图16所示，在光滑的水平杆上穿两个重均为2 N的球A、B，在两球之间夹一弹簧，弹簧的劲度系数为10 N/m，用两条等长的线将球C与A、B相连，此时弹簧被压短了10 cm，两条线的夹角为60°，求：(1)杆对A球的支持力为多大？图16(2)C球的重力为多大？答案(1)(2＋3) N (2)2 3 N解析(1)A、C球的受力情况分别如图甲、乙所示：甲乙其中F＝kx＝1 N对于A球，由平衡条件得：F＝F T sin 30°F N＝G A＋F T cos 30°解得：F N＝(2＋3) N(2)由(1)可得两线的张力都为：F T＝2 N对于C球，由平衡条件得：2F T cos 30°＝G C解得：G C＝2 3 N。
高中物理验证力的平行四边形定则实验
第一部分：概述1. 引出物理学中的力和平行四边形定则的概念在物理学中，力是一种能够改变物体运动状态或形状的物理量，它是导致物体加速度产生的原因。
平行四边形定则是力学中一个重要的定理，它描述了多个力共同作用在一个物体上时所产生的结果。
通过实验验证平行四边形定则，可以更深入地理解力的性质和作用。
2. 介绍本文要探讨的内容本文将介绍高中物理课程中一个常见的实验，即验证力的平行四边形定则。
我们将通过实验的具体步骤、原理和实验结果，全面展示该实验的重要性和意义。
第二部分：实验准备3. 实验仪器和材料准备- 弹簧测力计- 直线导轨- 滑块- 杂物组- 桌子、椅子等实验台面4. 实验原理- 力的平行四边形定则- 牛顿第二定律第三部分：实验步骤5. 实验操作步骤1）在实验台面上安装直线导轨，确保导轨平整稳固。
2）将滑块装在导轨上，并用弹簧测力计测量滑块所受重力，记录下测量值。
3）在滑块上方放置一重物，使其悬挂在滑块上，测量悬挂重物的重力大小，并记录下测量值。
4）移除悬挂重物，将其放置在滑块上方，使其与滑块构成一个夹角，并在弹簧测力计上分别测量平行于滑块的力和垂直于滑块的力的大小。
5）通过不同组合测量滑块所受的合力大小和方向，记录下各测量值。
第四部分：实验结果分析6. 数据处理和结果分析实验结果显示，当施加的力不平行时，合力的大小和方向会发生变化；而当施加的力平行时，合力的大小和方向仍可以通过平行四边形法则进行求解。
第五部分：实验结论7. 实验结论通过本次实验，我们验证了力的平行四边形定则，即当多个力共同作用于一个物体时，它们所产生的合力可以用平行四边形法则确定。
这一定律的验证进一步验证了牛顿第二定律，揭示了力的叠加定律的重要性和普遍性。
第六部分：总结8. 实验的意义和应用力的平行四边形定则是力学中的重要原理，它不仅有理论意义，而且在各种工程和科学研究中都有着广泛的应用。
通过本次实验，我们更深入地了解了力的性质和作用，并在实践中得到了验证和应用。
实验验证力的平行四边形定则
4．实验步骤
(1)用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上．
(2)用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另 一端拴上两个细绳套．
(3)用两只弹簧秤分别钩住细绳套，
互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸
长到某一位置O，如图所示，记录
【答案】(1)BCD (2)A (3)甲
*1.用平木板、细绳套、橡皮条、测力计等做“验证 力的平行四边形定则”的实验，为了使实验能够顺 利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法 能够达到上述目的的是( AC )
A．用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线， 且与水平木板平行
B．两细绳套必须等长
C．同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位 置
钩码质量 m/102 g
标尺刻度 x/10－2 m
0
1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60
(1)根据所测数据，在坐标纸上作出弹簧指针所指的 标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线．
(2)根据所测得的数据和作出的x－m关系曲线可以求出， 这种规格弹簧的劲度系数为__________N/m.
(6)比较一下，力F′与用平行四边形定则求出的合力F在大 小和方向上是否相同．
(7)改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次．
二、探究弹力和弹簧伸长的关系 1．实验目的
知道弹力与弹簧伸长的定量关系，学会利用列表法、图 象法、函数法处理实验数据．
2．实验原理
弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关， 沿弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力 与使它发生形变的拉力在数值上是 相等的 ，用悬挂 法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧 下面的砝码的重力 相等 ．弹簧的长度可用刻度尺 直接测出，伸长量可以由 拉长后的长度减去弹簧原
高考物理实验突破精选训练题：《力的平行四边形法则》(解析版).docx
《实验：力的平行四边形定则》针对训练1.在“探究求合力的方法”实验中，某同学用两只弹簧秤将橡皮筋的端点拉到点。
，作出这两个力H、&的图示（图甲），然后用一只弹簧秤将橡皮筋的端点仍然拉到。
，弹簧秤示数F如图乙所示。
0-(乙（1）弹簧秤的示数F=N；（2）请帮他在图甲中画出力F的图示（图中。
为记录F方向时所记录的一点）；（3）该同学用虚线把F的箭头末端分别与Fi、&的箭头末端连起来.他观察图形后受到了启发。
你认为他紧接着应进行的两个实验步骤是oA.整理实验器材B.提出求合力方法的猜想C.改变Fi、形的大小和方向，重复上述实验D.与同学交流讨论实验结果，得出结论【答案】（1） 2.8 N （2）见解析（3） BC【解析】（1）弹簧秤的最小刻度为0.2 N,可知弹簧秤的示数F=2.8No（2）根据图示法作出F的图示，如图所示。
（3）用虚线把F的箭头末端分别与Fi、凡的箭头末端连起来。
观察图形后受到了启发。
提出求合力方法的猜想，然后改变Fi、凡的大小和方向，重复上述实验，故B、C正确。
2.某实验小组为“验证力的平行四边形定则”，设计了如下三个实验方案：方案一：实验装置如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，0A为橡皮条，。
3和0C为细绳.用两只弹簧测力计分别拉OB和0C将橡皮条与细绳的结点拉到。
点，再用一只弹簧测力计拉细绳将结点拉到与。
点（选填“重合”或“不重合”）。
方案二：实验装置如图乙所示，弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物弹簧测力计B 的一端用细线系于。
点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。
分别读出弹簧测力计A和3的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录。
点的位置和三根细线的方向。
弹簧测力计示数的单位为N,图中A 的示数为No 方案三：实验装置如图丙所示，在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点。
，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，要记录的是：结点。
人教版物理必修1第二章实验三：验证力的平行四边形定则有答案
人教版物理必修1第二章实验三：验证力的平行四边形定则一、实验探究题。
1. 某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1mm）的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分除外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长．（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________N．（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点，此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5.6N．①用5mm长度的线段表示1N的力，以O点为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力F；合②F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________．若F与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了合力的平行四边形定则．2. 某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所有器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）．（1）具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有（）A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同C.使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力（2）该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示．其中对于提高实验精度最有利的是（）A. B.C. D.3. 如图甲所示为“验证力的平行四边形定则”的实验装置图，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．（1）关于此实验，下列说法中正确的是（）A.同一次实验中，O点位置不允许变动B.实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置C.拉橡皮筋的细绳适当长些D.橡皮筋弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些（2）某同学已画出某次实验中两弹簧测力计拉力的示意图及两个拉力的合力F，如图乙所示，这个合力F是力F1和F2合力的________（填“理论值”或“实际值”），如果用“”作为标度，则该同学量出的F的值为________（结果保留3位有效数字）．4. 某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量m=1kg的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材，设计如下实验验证力的平行四边形定则，同时测出弹簧的劲度系数k．其操作如下：a．将弹簧P上端固定，让其自然下垂，用刻度尺测出此时弹簧P的长度L0=12.50cm；b．将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端，待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度L1，如图甲所示，则L1=________cm；c．在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油，将弹簧Q的挂钩钩在细绳上的某一位置，缓慢的拉起弹簧Q，使弹簧P偏离竖直方向夹角为60∘，测出弹簧Q的长度为L2及其轴线与竖直方向夹角为θ，如图乙所示；（1）取重力加速度g=10m/s2，则弹簧P的劲度系数k=________ N/m；（2）若要验证力的平行四边形定则，L2和θ需满足的条件是L2=________cm，θ=________．5. 某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳．实验时，先将两条橡皮筋的一端的细绳固定在墙上的钉子A上，一条橡皮筋任其下垂，如图甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子B上，如图乙所示．（1）为完成实验，下述操作中必需的是（）A.两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要相同B.要测量橡皮筋的原长C.要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度D.要记录图甲中结点O的位置及过结点O的竖直方向E.要记录图乙中结点O′的位置及过结点O′的竖直方向（2）对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的是（）A.橡皮筋的材料和原长相同即可B.橡皮筋的材料和粗细相同即可C.橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同6. 如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，并可沿固定的圆弧形轨道移动．B固定不动，通过光滑铰链连接一轻杆，将细绳连接在杆右端O点构成支架，调整使得O点位于圆弧形轨道的圆心处，保持杆沿水平方向．随后按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ；②对两个传感器进行调零；③用另一绳在O点悬挂住一个钩码，记录两个传感器读数；④取下钩码，移动传感器A，改变θ角，重复上述步骤①②③④，得到图示数据表格a．（１）根据表格a，可知A传感器对应的是表中的力________（填“F1”或“F2”)，并求得钩码质量为________kg（保留一位有效数字），取重力加速度g=10m/s2；（2）换用不同钩码做此实验，重复上述实验步骤，得到数据表格b．则表格b中30∘所对应的F2空缺处数据应为________N；表格a（3）实验中，让A传感器沿圆心为O的圆弧形（而不是其他的形状）轨道移动的主要目的是（）A.方便改变A传感器的读数B.方便改变B传感器的读数C.保持轻杆右端O的位置不变D.方便改变细绳与杆的夹角θ参考答案与试题解析人教版物理必修1第二章实验三：验证力的平行四边形定则一、实验探究题。
高一物理实验探究：验证力的平行四边形定则
一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。
②用图钉把橡皮条一端固定在A点，另一
端系上两根细绳，细绳的另一端系有绳套。
③用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成
角度地拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点到达
记下两条细
某一位置O。记下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数，并绳_的__方__向___。
④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。
目录
例3 (2017·河南模拟)某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利 用如下实验器材验证平行四边形定则：刻度尺、三角板、铅笔、细绳、 白纸、钉子、质量不同的小重物若干、木板。实验方案如下：
①将橡皮筋的两端分别与两条细绳相连，测出橡皮筋的原长； ②将橡皮筋一端细绳用钉子固定在竖直木板上的A点，在橡皮筋的 中点O用细绳系住重物，使重物自然下垂，如图4甲所示； ③将橡皮筋的另一端细绳固定在竖直木板上的B点，如图乙所示。 (1)为完成本实验，下列还必须测量的物理量为_C_D____。(填选项前 字母) A．小重物的质量 B．细绳的长度 C．图甲中OA段橡皮筋的长度 D．图乙中OA和OB段橡皮筋的长度 (2)下一页
目录页
Contents Page
实验探究： 验证力的平行四边形定则
1.基础知识
2.典例剖析
3.备选训练 4.真题演练
实验课
目录
1.基础知识
目录
目录
误差分析 1．误差来源 除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等. 2．减小误差的力法 (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θ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.
【步步高】2013年高考物理大一轮 第二章 第1课时 力、重力、弹力 新人教版必修1
【步步高】2013年高考物理大一轮 第二章 第1课时 力、重力、弹第1课时 力、重力、弹力导学目标 1.掌握力的基本概念.2.掌握重力的大小、方向及重心的概念.3.掌握弹力方向判断及大小计算的基本方法．一、力的认识[基础导引]1．举出具体的实例来说明：(1)力能够改变物体的运动状态或使物体产生形变；(2)每一个力，都有一个施力物体和一个受力物体．2．请你用一个点代表受力物体，作出以下几个力的图示，并指明施力物体和受力物体．(1)水平桌面对放在桌面上的书产生5 N 竖直向上的支持力．(2)某人用800 N 的力沿与水平线成30°角斜向右上方拉一辆小车．(3)静止于倾角为30°斜面上的物体对斜面产生1 000 N 的压力．[知识梳理]1．力的作用效果(1)改变物体的____________．(2)使物体发生________．2．力的性质(1)物质性：力不能脱离________而存在，没有“施力物体”或“受力物体”的力是____________的．(2)相互性：力的作用是________的．施力(受力)物体同时也是受力(施力)物体．(3)矢量性：力是矢量，既有________，又有________，力的运算遵循________________定则或__________定则．3．力的图示及示意图(1)力的图示：从力的作用点沿力的方向画出的____________________(包括力的三要素)．(2)力的示意图：受力分析时作出的表示物体受到某一力的____________．思考：力的图示与受力示意图有什么区别？二、重力[基础导引]把一个放在水平地面上、长为l的匀质链条竖直向上刚好拉直时，它的重心位置升高多少？把一个放在水平地面上、棱长为a的均匀正方体，绕其一条棱翻转时，其重心位置升高的最大高度是多少？[知识梳理]1．产生：由于地球对物体的________而使物体受到的力．2．大小：G＝________.3．g的特点(1)在地球上同一地点g值是一个不变的常数．(2)g值随着________的增大而增大．(3)g值随着高度的增大而减小．4．方向：________向下5．重心(1)相关因素①物体的____________．②物体的____________．(2)位置确定①质量分布均匀的规则物体，重心在其____________；②对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用__________确定．思考：重力就是地球对物体的万有引力，这个说法对吗？为什么？三、弹力[基础导引]1．质量均匀的钢管，一端放在水平地面上，另一端被竖直绳悬吊着(如图1所示)，钢管受到几个力的作用？各是什么物体对它的作用？画出钢管受力的示意图．2．如图2所示，一根筷子放在光滑的碗内，筷子与碗壁、碗边都没有摩擦．作示意图表示筷子受到的力．图1 图2[知识梳理]1．弹力发生____________的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力．(1)产生的两个必要条件①物体直接________；②发生____________．(2)弹力的方向弹力的方向总是与物体形变的方向________．2．胡克定律(1)内容：弹簧发生____________时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成________．(2)表达式：F＝________.①k是弹簧的______________，单位为N/m；k的大小由弹簧________决定．②x是弹簧长度的__________，不是弹簧形变以后的长度．思考：弹力的方向与受力物体、施力物体的形变方向存在何种关系？考点一弹力方向的判断考点解读1．根据物体产生形变的方向判断物体所受弹力的方向与施力物体形变的方向相反，与自身形变的方向相同．2．根据物体的运动状态判断物体的受力必须与物体的运动状态符合，依据物体的运动状态，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．34.绳和杆的弹力的区别(1)绳只能产生拉力，不能产生支持力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子收缩的方向．(2)杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，弹力的方向可能沿着杆，也可能不沿杆．典例剖析例1 画出下列物体A受力的示意图．图3图4思维突破 判断弹力方向时需特别关注的是：(1)绳与杆的区别，绳的拉力一定沿绳，杆的弹力可沿任意方向．(2)有形变才有弹力，只接触无形变时不产生弹力，如上题中(3)小题．(3)利用牛顿定律，根据物体运动状态确定弹力的方向．跟踪训练1 画出下图中物体A 所受弹力的示意图．(所有接触面均光滑)考点二 弹力大小的计算 考点解读1．分析判断弹力的方向是计算弹力大小的基础．2．处于平衡状态的物体所受弹力大小根据平衡方程计算．3．有加速度的物体所受弹力大小根据牛顿第二定律计算． 典例剖析例2 如图3所示，用轻质细杆连接的A 、B 两物体正沿着倾角为θ的斜面匀速下滑，已知斜面的粗糙程度是均匀的，A 、B 两物体与斜面的接触情况相同．试判断A 和B 之间的细杆上是否有弹力．若有弹力，求出该弹力的大小；若无弹力，请说明理由． 思维突破 本例是一道通过计算判断弹力有无的题目，涉及三种重要的物理思维方法：一种是假设法；一种是整体法和隔离法．本例中先用整体法求出动摩擦因数，再用隔离法计算弹力大小；一种是正交分解法．在垂直斜面和沿斜面两个方向上列方程，从而解出杆的拉力．跟踪训练2 两个完全相同的小球A 和B ，质量均为m ，用长度相同的两根细线悬挂在水平天花板上的同一点O ，再用长度相同的细线连接A 、B 两小球，如图4所示．然后用一水平向右的力F 拉小球A ，使三线均处于直线状态，此时OB 线恰好位于竖直方向，且两小球都静止，小球可视为质点，则拉力F 的大小为 ( )图5图6 图7图8 A ．0 B.3mg C.33mg D ．mg 考点三 弹簧模型考点解读 中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有如下几个特性：(1)弹簧产生的弹力遵循胡克定律F ＝kx ，其中x 是弹簧的形变量．(2)轻：即弹簧(或橡皮绳)的重力可视为零．由此特点可知，同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等．(3)弹簧既能受拉力，也能受压力(沿着弹簧的轴线)，橡皮绳只能受拉力，不能受压力，分析含弹簧问题时要特别注意．(4)由于弹簧和橡皮绳受力时，其形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变．但是，当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失．典例剖析例3 如图5所示，斜面倾角为60°，10 kg 的物体通过弹簧与斜面上的固定板相连，已知弹簧的劲度系数k ＝100 N/m ，当弹簧长度为22 cm 和8 cm 时，物体分别位于A 点和B 点，且此两点是物体刚好可以平衡的点，试求斜面与物体间的动摩擦因数． 思维突破 当不能确定弹簧处于拉伸状态还是压缩状态时，一般情况下可以假设其处于某种状态，列出相应的方程，因为伸长量x ＝L －L 0而压缩量x ＝L 0－L ，两者均与弹力反向，故无论假设是否正确，均不影响计算结果．跟踪训练3 如图6所示，在动力小车上固定一直角硬杆ABC ，分别系在水平直杆AB 两端的轻弹簧和细线将小球P 悬吊起来．轻弹簧的劲度系数为k ，小球P 的质量为m ，当小车沿水平地面以加速度a 向右运动而达到稳定状态时，轻弹簧保持竖直，而细线与杆的竖直部分的夹角为θ，试求此时弹簧的形变量．3.“假设法”判断弹力的有无例4 如图7所示，用两根细线把A 、B 两小球悬挂在天花板上的同一点O ，并用第三根细线连接A 、B 两小球，然后用某个力F作用在小球A 上，使三根细线均处于直线状态，且OB 细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态．则该力可能为图中的( )A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4方法提炼 “假设法”或“撤离法”：可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合．还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离”，看研究对象能否保持原来的状态，若能，则与接触物体间无弹力；若不能，则与接触物体间有弹力．跟踪训练4 如图8所示，小车内放有一物体，物体刚好可放入车箱中，小车在水平面上向右运动，下列说法正确的有( )图9图10A ．若小车做匀速运动，则物体只受两个力作用B ．若小车做匀加速运动，则物体受到车箱前壁的作用C ．若小车做匀减速运动，则物体受到车箱前壁的作用D ．若小车做匀速运动，则物体受三个力作用A 组 力的基本概念和重力1．关于力的概念，下列说法正确的是 ( )A ．一个受力物体可能受到两个施力物体的作用力B ．力可以从一个物体传给另一个物体C ．只有相互接触的物体之间才可能存在力的作用D ．一个受力物体可以不对其他物体施力2．下列关于力及重力的说法中正确的是 ( )A ．相距一定距离的两磁体间有相互作用力，说明力的作用可以不需要物质传递B ．物体的运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用C ．形状规则的物体，其重心一定在其几何中心D ．物体重力的大小总是等于它对竖直弹簧秤的拉力B 组 弹力的分析与判断3. 两刚性球a 和b 的质量分别为m a 和m b 、直径分别为d a 和d b (d a >d b )．将a 、b 球依次放入一竖直放置、内直径为d (d a <d <d a ＋d b )的平底圆筒内，如图9所示．设a 、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为F 1和F 2，筒底所受的压力大小为F .已知重力加速度大小为g .若所有接触面都是光滑的，则( )A ．F ＝(m a ＋m b )g ，F 1＝F 2B ．F ＝(m a ＋m b )g ，F 1≠F 2C ．m a g <F <(m a ＋m b )g ，F 1＝F 2D ．m a g <F <(m a ＋m b )g ，F 1≠F 24. 如图10所示，质量为m 的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k 的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在P 点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为 ( )A.mg kB.3mg 2kC.3mg 3kD.3mg k5．如图11所示，将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°.假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为( )A.12B.32C.33D. 3图1图2图3图4课时规范训练(限时：30分钟)1．下列说法错误的是 ( )A ．力是物体对物体的作用B ．只有直接接触的物体间才有力的作用C ．用脚踢出去的足球，在向前飞行的过程中，始终受到向前的力来维持它向前运动D ．甲用力把乙推倒，说明甲对乙的作用力在先，乙对甲的作用力在后2．如图1所示，A 、B 两物体的重力分别是G A ＝3 N 、G B ＝4 N ，A 用悬绳挂在天花板上，B 放在水平地面上，A 、B 间的轻弹簧上的弹力F＝2 N ，则绳中张力F 1和B 对地面的压力F 2的可能值分别为( )A ．7 N 和10 NB ．5 N 和2 NC ．1 N 和6 ND ．2 N 和5 N3．如图2所示，质量为m 的物体悬挂在轻质支架上，斜梁OB 与竖直方向的夹角为θ.设水平横梁OA 和斜梁OB 作用于O 点的弹力分别为F 1和F 2，以下结果正确的是 ( )A ．F 1＝mg sin θB ．F 1＝mg sin θC ．F 2＝mg cos θD ．F 2＝mg cos θ4．(2011·江苏·1)如图3所示，石拱桥的正中央有一质量为m 的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g .若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为 ( )A.mg 2sin αB.mg 2cos αC.12mg tan αD.12mg cot α 5．如图4所示，两根相距为L 的竖直固定杆上各套有质量为m 的小球，小球可以在杆上无摩擦地自由滑动，两小球用长为2L 的轻绳相连，今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F ，恰能使两小球沿竖直杆向上匀速运动．则每个小球所受的拉力大小为(重力加速度为g )( )A.mg 2 B ．mg C.3F /3 D ．F 6．如图5所示，AC 、CD 、BD 为三根长度均为l 的轻绳，A 、B 两端被悬挂在水平天花板上，相距2l .现在C 点上悬挂一个质量为m图6图7 的重物，为使CD 轻绳保持水平，在D 点上可施加力的最小值为( )A ．mg B.33mg C.12mg D.14mg7．如图6所示，质量均为m 的小球A 、B 用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O 点，在外力F 的作用下，小球A 、B 处于静止状态．若要使两小球处于静止状态且悬线OA 与竖直方向的夹角θ保持30°不变，则外力F 的大小( )A ．可能为33mg B ．可能为52mg C ．可能为2mg D ．可能为mg8．如图7所示，完全相同的质量为m 的A 、B 两球，用两根等长的细线悬挂在O 点，两球之间夹着一根劲度系数为k 的轻弹簧，静止不动时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为θ，则弹簧的长度被压缩了( )A.mg tan θkB.2mg tanθkC.mg tan θ2k D.2mg tan θ2k复习讲义基础再现一、基础导引 1.(1)玻璃杯从桌子上掉下，在重力作用下，运动得越来越快；被掷出去的铅球，在重力作用下沿曲线落回地面；蹦蹦床在人的压力作用下，向下凹；橡皮筋在拉力作用下变得细长．(2)人坐在凳子上，人对凳子有一个压力，该力的施力物体是人，受力物体是凳子．2.知识梳理 1.(1)运动状态(2)形变2．(1)物体不存在(2)相互(3)大小方向平行四边形三角形 3.(1)有刻度的有向线段(2)有向线段思考：力的图示要求精确画出力的大小、方向和作用点，在相同标度下用线段的长短表示力的大小，指向表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点；受力示意图着重于力的方向，不要求作出标度．二、基础导引l22－12a知识梳理 1.吸引 2.mg 3.(2)纬度 4.竖直 5.(1)①几何形状②质量分布(2)①几何中心②悬挂法思考：不对．理由是：(1)重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，但不能认为重力就是地球对物体的吸引力．(2)地球对物体的引力除产生重力外，还要提供物体随地球自转所需的向心力．三、基础导引 1.钢管受到三个力的作用：重力G、地面的支持力F1、绳的拉力F2(如图所示)．重力G的施力物体是地球，地面的支持力F1的施力物体是地面，绳的拉力F2的施力物体是绳．2.筷子受三个力作用：重力G、碗对筷子一端的支持力F1、另一端的支持力F2，如图所示．知识梳理 1.弹性形变(1)①接触②弹性形变(2)相反 2.(1)弹性形变正比(2)kx①劲度系数自身②变化量思考：弹力的方向与施力物体的形变方向相反，与受力物体的形变方向相同．课堂探究例1跟踪训练1例2 无弹力，理由见解析跟踪训练2 B例3 0.14跟踪训练3 见解析解析F T sin θ＝ma，F T cos θ＋F＝mg，F＝kx联立解得：x＝m(g－a cot θ)/k讨论：(1)若a<g tan θ，则弹簧伸长x＝m(g－a cot θ)/k(2)若a＝g tan θ，则弹簧伸长x＝0(3)若a>g tan θ，则弹簧压缩x＝m(a cot θ－g)/k例4 BC跟踪训练4 AC分组训练1．A 2.B 3.A 4.C5．B课时规范训练1．BCD2．BC3．D4．A5．C6．C7．BCD8．C。
实验报告：验证力的平行四边形定则
实验《验证力的平行四边形定则》实验报告班级：高一（）班姓名座号（一）实验目的验证互成角度的两个共点力的平行四边形定则.（二）实验原理结点受三个共点力作用处于平衡状态，则F1与F2之合力必与橡皮条拉力平衡，改用一个拉力F′使结点仍到O点，则F′必与F1和F2的合力等效，以F1和F2为邻边作平行四边形求出合力F，比较F′与F 的大小和方向，验证互成角度的两个力的合成的平行四边形定则.（三）实验器材方木板、白纸、弹簧秤(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉若干、细芯铅笔.（四）实验步骤①用图钉把白纸钉在放于水平桌面的方木板上.②用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套.③用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图标记，记录两弹簧秤的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两个细绳套的方向.④用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数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，此对角线即为合力F的图示.⑤只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧秤的读数F′和细绳的方向，用刻度尺从O点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示.⑥比较一下，力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向.⑦改变两个力F1与F2的大小和夹角，重复实验1次.（五）注意事项1、实验时，弹簧秤必须保持与木板平行，且拉力应沿轴线方向，以减小实验误差.测量前应首先检查弹簧秤的零点是否准确,注意使用中不要超过其弹性限度,弹簧秤的读数应估读到其最小刻度的下一位.弹簧秤的指针,拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦.2、在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过其弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差.3、画力的图示时,应选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,但也不要太大而画出纸外,要严格按力的图示要求和几何作图法作图.4、在同一次实验中,橡皮条拉长的结点O位置一定要相同.5、由作图法得到的F和实验测量得到的F′不可能完全符合,但在误差允许范围内可认为是F和F′符合即可.（六）数据处理原始作图的纸请贴在背面。
怎样探究力的平行四边形定则
怎样探究力的平行四边形定则探究合力与分力的关系——平行四边形法则，实验的基本思路是运用平行四边形定则求出两分力的合力大小和方向，再运用测力仪器测出合力的大小及方向，看求出的合力(理论值)与测出的合力(测量值)大小是否相等，方向是否相同。
其中，合力的测量有等效法与平衡法两种设计。
一、等效法两个分力共同作用于一个物体的同一点，使物体产生一定的形变或加速度。
然后用一个力单独作用于两分力作用时的作用点上，调节该力的大小和方向，使受力物体产生与两分力共同作用时相同的形变或加速度。
由于加速度的测量比较复杂，常采用分力与合力对受力物体的相同形变，实现两分力的共同作用与合力单独作用等效。
这时，与两分力共同作用等效的一个力就代表两分力的合力。
一般选橡皮筋为受力物体，将橡皮筋一端固定，用两个互成角度的力F1、F2同时拉橡皮筋的另一端，使其产生一定的伸长。
然后用一个力F单独拉橡皮筋，使其产生与两拉力共同作用时相同的伸长，则F与两分力的合力相同。
F就是测量出的合力。
然后再运用平行四边形定则求出F1、F2的合力。
比较F与，看两者大小是否相等、方向是否相同。
本实验的成败，关键是等效与误差的控制。
实现等效，就是保证橡皮筋两次的伸长量相等，要求两次将橡皮筋的末端拉至同一位置。
控制误差，要做到：(1)尽量选相同的弹簧测力计。
可将两测力计钩好对拉，选读数始终相同的一对;(2)测力计与固定橡皮筋的板面平行，读数时，视线要与测力计刻度板正对;(3)在不超过弹性限度的条件下，尽可能使拉力大一些;(4)用力的图示法依据平行四边形定则画图求合力时，标度的选择应尽量使图画得大一些，画图要严格使用作图工具;(5)在同一次实验中，橡皮筋拉长后的结点位置一定要相同。
例1.图1为“探究求合力的方法”的实验装置。
(1)下列说法中正确的是：A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化B.弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D.为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图1所示，由图可知拉力的大小为_____N。
【步步高】2013年高考物理大一轮 第二章 6 力 重力 弹力学案 新人教版必修1
第二章相互作用学案6 力重力弹力一、概念规律题组1．下列说法正确的是( )A．甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感到痛，说明甲对乙施加了力，而乙未对甲施加力B．“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的C．磁铁吸引铁钉时，磁铁不需要与铁钉接触，说明力可以脱离物体而存在D．网球运动员用力击球，网球受力后飞出，网球受力的施力物体不再是人2．下列说法正确的是( )A．自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受重力越来越大B．在空中飞行的物体不受重力作用C．一抛出的石块轨迹是曲线，说明石块所受的重力方向始终在改变D．将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的整个过程中，石块所受重力的大小与方向都不变3．关于物体的重心，下列说法不正确的是( )A．物体的重心不一定在物体上B．用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心C．一砖块平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变D．舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位置不变4．关于弹力，下面说法不正确的是( )A．两个弹性物体相互接触不一定会产生弹力B．静止在水平面上的物体，对水平面的压力就是物体的重力C．产生弹力的物体一定发生弹性形变D．弹力的大小与物体的形变程度有关，形变程度越大，弹力越大二、思想方法题组图15．如图1所示，一个被吊着的均匀球壳，其内部注满了水，在球的底部有一带阀门的细出水口．在打开阀门让水慢慢流出的过程中，球壳与其中的水的共同重心将会( ) A．一直下降B．一直不变C．先下降后上升D．先上升后下降6．如下图所示的情景中，两个物体a、b(a、b均处于静止状态，接触面光滑)间一定有弹力的是( )一、重力与重心1．重力大小G＝mg.重力的大小与运动状态无关，与所处的纬度和高度有关．因重力加速度随纬度的减小而减小，随高度的增加而减小，故同一物体的重力在赤道处最小，并随高度增加而减小．2．重力的方向总是“竖直向下”的，但并不一定“垂直地面”，也不一定指向地心．3．重力是由于地球的吸引而产生的，但重力并不等于地球的引力，它实际上是万有引力的一个分力．4．重心的位置与物体的形状和质量分布有关，不一定在物体上．【例1】病人在医院里输液时，液体一滴一滴从玻璃瓶中滴下，在液体不断滴下的过程中，玻璃瓶连同瓶中液体共同的重心将( )A．一直下降B．一直上升C．先降后升D．先升后降[规范思维][针对训练1] 如图2所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想像、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为( )图2A．马跑得快的缘故B．马蹄大的缘故C．马的重心在飞燕上D．马的重心位置与飞燕在一条竖直线上二、弹力方向的判断及其大小的计算1．弹力有无的判断(1)根据弹力产生的条件直接判断．(2)利用假设法判断对于形变不明显的情况，可假设两个物体间不存在弹力，看物体还能否保持原有的状态．(3)根据物体的运动状态分析依据物体的运动状态，由物体的受力平衡(或牛顿第二定律)列方程，或者定性判断弹力是否存在及弹力的方向．一端固定着一个质量为m的球．试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向．图3(1)小车静止；(2)小车以加速度a水平向右加速运动．[规范思维][针对训练2] 请画出图4中A 球的受力情况图4三、胡克定律的应用【例3】 (2010·湖南·15)一根轻质弹簧一端固定，用大小为F 1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l 1；改用大小为F 2的力拉弹簧，平衡时长度为l 2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为( )A .F 2－F 1l 2－l 1 B .F 2＋F 1l 2＋l 1 C .F 2＋F 1l 2－l 1 D .F 2－F 1l 2＋l 1 [针对训练3] (2009·广东·7)图5某缓冲装置可抽象成图5所示的简单模型．图中k 1、k 2为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧．下列表述不正确的是( ) A ．缓冲效果与弹簧的劲度系数有关B ．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等C ．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等D ．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变【基础演练】1．关于力的概念，下列说法正确的是( ) A ．没有相互接触的物体间也可能有力的作用 B ．力是使物体位移增加的原因C ．压缩弹簧时，手先给弹簧一个压力并使之压缩，弹簧压缩后再反过来给手一个弹力D ．力可以从一个物体传给另一个物体，而不改变其大小2．(2011·济宁模拟)下列关于物体重力的说法中不正确的是( ) A ．地球上的物体只有运动时才受到重力B ．同一物体在某处向上抛出后和向下抛出后所受重力一样大C ．某物体在同一位置时，所受重力与静止还是运动无关，重力大小是相同的D ．物体所受重力大小与其质量有关图63．台球以速度v0与球桌边框成θ角撞击O点，反弹后速度为v1，方向与球桌边框夹角仍为θ，如图6所示．OB垂直于桌边，则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中正确的是( )A．可能沿OA方向B．一定沿OB方向C．可能沿OC方向D．可能沿OD方向4．一个质量可以不计的弹簧，其弹力F的大小与长度l的关系如图7中的直线a、b 所示，这根弹簧的劲度系数为( )图7A．1 250 N/m B．625 N/mC．2 500 N/m D．833 N/m图85．一个长度为L的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为m的小球时，弹簧的总长度变为2L.现将两个这样的弹簧按如图8所示方式连接，A、B两小球的质量均为m，则两小球平衡时，B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小)( )A．3L B．4L C．5L D．6L6．(2011·泰安模拟)如图9所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重G，平衡时小球在A 处．今用力F压小球至B处，使弹簧缩短x，则此时弹簧的弹力为( )图9A．kx B．kx＋GC．G－kx D．以上都不对【能力提升】7．(2010·浙江宁波期末)a、b两个质量相同的球用线连接，a球用线挂在天花板上，b 球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的( )8．如图10所示，倾角为30°、重为80 N的斜面体静止在水平面上．一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是( )图10A．斜面有向左运动的趋势B．地面对斜面的支持力为80 NC．球对弹性轻杆的作用力为2 N，方向竖直向下D9.图11如图11所示，质量相等的A、B两物体在平行于固定斜面的推力F的作用下沿光滑面做匀速直线运动，A、B间轻弹簧的劲度系数为k，斜面的倾角为30°，则匀速运动时弹簧的压缩量为多少？图1210．如图12所示，质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上．现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接，当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变．已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2，不计定滑轮、细绳的质量和摩擦．将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时，弹簧B刚好没有形变，求a、b 两点间的距离．学案6 力重力弹力【课前双基回扣】1．D [甲对乙施力的同时，乙对甲也施力，只不过甲的“拳头”比乙“被打的部位”——如肚子、脸部等更能承受击打罢了，所以乙感到痛而甲未感到痛，A错；“风吹草动”的施力物体是空气，B错；力不可以离开物体，磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场发生的，磁场离不开磁铁，故C错；网球飞出后受重力和阻力作用，施力物体是地球和空气，故D正确．]2．D [在地球上的同一位置，同一物体的重力为一定值，故A错；只要在地球上，物体所受重力就不为零，故B错；重力的方向始终竖直向下，与物体运动状态无关，故C 错．]3．BC [物体的重心是重力的等效作用点，不一定在物体上，所以A项错误；悬挂法确定物体重心时，线的方向一定通过重心，因此B项正确；物体重心与质量分布和形状有关，当质量分布不变、形状不变时，其重心不变，而形状改变时重心位置也改变，所以C项正确，D项错误．]4．CD [弹力产生的两个条件：①接触；②弹性形变，两者缺一不可，故A错．弹力与重力性质不同，故B错．C、D正确．]5．C [在注满水时，球壳和水的共同重心在球心，随着水的流出，球壳的重心不变，但水的重心下降，二者共同的重心在下降．当水流完时，重心又回到球心，故选项C正确．]6．B [用假设法，即假设存在法或假想分离法判断弹力的有无．A选项中a、b间如果存在弹力，则b给a的弹力水平向左，a将向左侧加速运动，显然与题设条件不符；或者假设拿掉任意一个物体，另一个没有变化，则判断两者之间没有弹力，故A选项中a、b间无弹力作用；同理，对于C选项可以判断出a、b间没有弹力；对于D选项，也可以假设a、b间有弹力，则a(斜面)对b的弹力将垂直于斜面向上，因此，b的合外力不为零，b受到向左的力的作用，即b不可能处于静止状态，故a、b间无弹力作用；B选项，假设拿掉任意一个物体，则另一个的状态将要发生变化，故a、b间一定存在弹力．]思维提升1．(1)力的作用是相互的．若甲物体对乙物体施加某种力的作用，则乙物体必同时对甲物体施加相同性质的力的作用．施力物体同时也是受力物体，受力物体也必然是施力物体．这说明力是成对出现的．(2)力的产生和存在离不开物体．一个物体受到力的作用，一定有另外的物体施加这种作用．前者是受力物体(研究对象)，后者是施力物体，只要有力产生，就一定同时存在着受力物体和施力物体．力不能脱离物体而独立存在．分析力时，要弄清该力是谁对谁的作用．若找不到施力物体，则该力不存在．2．(1)物体的重心与物体的形状和质量分布有关，形状和质量分布发生变化时，将会引起重心的变化．(2)第5题分析时注意两点，一是抓住两个特殊状态：装满水时和水流完时，重心均在球心；二是分析由于水的流出重心先如何变化——降低，结合这两方面就可得到其重心先降低后升高．3．判断弹力有无一般有两种方法：(1)根据产生条件判断．此法适用于形变明显的情形．(2)根据产生效果判断．此法适用于形变不明显的情形．另外应用此法时还常常与假设法相结合．【核心考点突破】例1 C [当瓶中盛满液体时，重心在瓶的中部，随着液体的滴出，重心下降；当液体滴完时，重心又上升到原来的位置．][规范思维] 重心相对于物体的位置与物体的形状和质量分布有关，质量分布均匀且有规则几何形状的物体，其重心就在其几何中心，但不一定在物体上．本题找准重心的初末位置及初始阶段重心位置的变化即可．例2 (1)mg竖直向上(2)见解析解析(1)小车静止时，球处于平衡状态，由平衡条件可知：F1＝mg，方向竖直向上．(2)当小车以加速度a 向右匀加速运动时，小球的加速度也为a ，设杆对球的弹力为F 2，与竖直方向的夹角为θ，如图所示，则有 F 2cos θ＝mg F 2sin θ＝ma 可解得：F 2＝ma 2＋mg 2＝m a 2＋g 2tan θ＝a g[规范思维] (1)细绳对物体的弹力一定沿绳，而杆对物体的弹力不一定沿杆．(2)除弹簧的弹力可用胡克定律直接计算外，一般情况下，弹力的大小和方向要由物体的平衡条件或牛顿运动定律来求．例3 C [根据胡克定律有F 1＝k (l 0－l 1)，F 2＝k (l 2－l 0)，联立解得k ＝F 2＋F 1l 2－l 1.][针对训练] 1．D2. 3．BD [两弹簧中任一点处相互作用均相等，都等于弹簧一端的力，与劲度系数无关(只是劲度系数不同，形变量不同)，B 对，C 错．两弹簧均发生形变，其弹性势能均变化，D 对．]【课时效果检测】1．A [各种场力，就是没有相互接触的物体间存在的力的作用，A 对．力是改变物体运动状态的原因，B 错．力的作用是相互的、同时的，没有先后顺序，C 错．力是物体间的相互作用，不能传递，D 错．] 2．CD [地球上的物体运动或静止时都受地球的吸引作用，故运动或静止的物体均受重力，A 错误；某物体在地球某点处所受地球吸引而产生的重力一定，与此物体的运动状态无关，B 错误，C 正确；物体所受重力G ＝mg ，在g 一定时，G 由m 决定，D 正确．] 3．B [台球与球桌边框碰撞时，受到边框的弹力作用，弹力的方向应与边框垂直，即沿OB 方向，故选B.]4．C [由图象可以看出在直线a 对应的阶段，弹簧处于压缩状态，弹力F 随着缩短量的减小而减小，当弹簧长度为12 cm 时恢复原长；直线b 对应的是弹簧的伸长阶段，弹力F 随伸长量的增大线性递增．由此可看出弹力F ＝100 N 时，弹簧对应的形变量x ＝4 cm ，根据胡克定律可求出弹簧的劲度系数k ＝F x＝2 500 N/m.]5．C [一根弹簧，挂一个质量为m 的小球时，弹簧的总长度变为2L ，伸长L ，劲度系数k ＝mg /L ，若两个小球如题图示悬挂，则下面的弹簧伸长L ，上面的弹簧受力2mg ，伸长2L ，则弹簧的总长为L ＋L ＋L ＋2L ＝5L ，故C 正确．]6．B [设球在A 处时弹簧已压缩了Δx ，球平衡时弹力F A ＝G ＝k Δx ，球在B 处时，弹簧又压缩x ，球再达平衡时弹力F B ＝k (Δx ＋x )＝G ＋kx ，故选项B 是正确的．注意：此题易选错为A 项，原因是x 并非球在B 处时弹簧的变化量，即不是弹簧压缩后与原长的差值．]7．B [先隔离物体b 受力分析，由平衡条件可知，选项A 错误；再将a 、b 看作一个整体，则a 、b 之间绳子的张力属于内力，由整体受力平衡可知，选项B 正确．]8．C [把小球、杆和斜面作为一个系统受力分析，可知，系统仅受重力和地面的支持力，且二力平衡，故A 、B 错；对小球受力分析知，小球只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力(杆对小球的力不一定沿杆)，故C 对，D 错．] 9.F 2k解析 设A 、B 匀速运动时弹簧的压缩量为x ，由平衡条件 对A F ＝mg sin 30°＋kx ① 对B kx ＝mg sin 30°② 解①②联立的方程组得x ＝F 2k. 10．mg (1k 1＋1k 2)解析 开始时，弹簧B 的压缩长度为x 1＝mg k 1当弹簧B 无形变时，弹簧C 伸长x 2＝mg k 2所以a 、b 间距离为x 1＋x 2＝mg (1k 1＋1k 2)易错点评1．发生相互作用的物体不一定都是相互接触的． 2．物体的重心不一定都在物体内．3．物体的质量不随物体所处位置而改变，但其重心却随物体位置的不同而不同． 4．弹力方向总与接触面垂直，而与物体的运动状态以及接触面形状无关． 5．胡克定律F ＝kx 中的x 是弹簧的形变量，而不是弹簧的长度．。
物理实验探索力的平行四边形法则
物理实验探索力的平行四边形法则在物理实验中，探索力的平行四边形法则被广泛运用。
这个法则是描述力的合成以及力的平衡的基本原理。
本文将详细介绍力的平行四边形法则，并解释其在物理实验中的应用。
力的平行四边形法则是指两个向量力的合成所遵循的规则。
它通过将两个力的向量相加，得到一个力的合力，即两个力共同作用在物体上产生的结果力。
根据力的平行四边形法则，合力可以根据两个力的大小和方向来确定。
合力的大小等于两个力向量的矢量和的大小，方向则由两个力的向量指向的平行四边形的对角线决定。
在物理实验中，探索力的平行四边形法则可以通过以下步骤：1. 确定实验中的作用力：首先，需要确定实验中作用在物体上的全部外力。
在测量力的大小时，可以使用力传感器等仪器进行准确测量。
2. 绘制力的向量图：将实验中的各个力按照其大小和方向绘制成向量图，并确保它们的起点位于同一个点。
3. 构建平行四边形：将力的向量按照大小和方向相连，形成一个平行四边形。
4. 通过力的合成确定合力：在平行四边形的对角线上选择一个点，该点表示力的合力的大小和方向。
通过力的平行四边形法则，可以得到力的合成结果。
这个结果有助于我们理解和解释物体的运动情况，以及分析力的平衡和不平衡情况。
在力的平行四边形法则的应用过程中，还需要考虑向量的正负方向。
当两个力的方向相同时，合力的方向与两个力的方向相同；当两个力的方向相反时，合力的方向与两个力的方向相反。
这一点要在实验数据分析和计算中特别注意。
此外，力的平行四边形法则还经常与其他物理定律和原理配合使用。
例如，与牛顿第二定律结合使用时，可以用平行四边形法则表示合力对物体的加速度产生的影响。
这样，我们可以更好地理解和解释物体在复杂力作用下的运动规律。
总结起来，物理实验中的力的平行四边形法则是一种重要的工具和方法，用于解析和研究力的合成与平衡。
通过合理运用平行四边形法则，我们可以更深入地探索物体受力和运动的规律。
了解和掌握平行四边形法则对于物理实验的设计和数据分析都具有重要的意义。
新步步高高考物理(全国用)大一轮复习讲义课件：第二章 相互作用 实验三
__的__结__点__拉__到__同__一__位__置__O_”___。
题组阶梯突破 1.某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系” 的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为 500 N/m.如图所示，用弹簧OC和弹簧秤a、 b做“探究求合力的方法”实验.在保持弹簧 伸长1.00 cm不变的条件下， (1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读3数.0是0～__3_.0_2_______N(图中所 示)，则弹簧秤b的读数3可.9～能4为.1_(_有__效__数__字__不__作__要_求__)_______分_析_N. 答案 解析
第二章 相互作用
实验三 验证力的平行四边形定则Fra bibliotek内容索引
过好双基关
命题点一
教材原型实验
命题点二
实验拓展创新
1
过好双基关
基本实验要求 1.实验原理 互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果，看F1、F2用 平行四边形定则求出的合力F与F′在实验误差允许范围内是否相同. 2.实验器材 木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻 度尺. 3.实验步骤 (1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上.
所以实验中一定要测橡皮筋的长度，而没必要关心细绳a、b的长度，选 项b和c中的操作是需要的，为了确保力的合成的等效性，需要记录题图 乙中结点O′的位置及过结点O′的竖直方向，选项e中的操作是必需的.
(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的是 答案 解析 a.橡皮筋的材料和原长相同即可 b.橡皮筋的材料和粗细相同即可
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[基本要求][数据处理]1.用铅笔和刻度尺从结点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，作平行四边形，过O点画对角线即为合力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只用一个弹簧测力计的拉力F′的图示.[误差分析]1.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；在允许的情况下，弹簧测力计的示数应尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录.2.作图误差减小作图误差的方法：作图时要画准结点的位置和两个测力计的方向.两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形定则作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验时不要把F1、F2间的夹角取得太大；作图比例要恰当.[注意事项]1.在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点位置一定要相同.2.用两个弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～90°为宜.3.读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳和弹簧测力计的限位孔之间有摩擦.读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值应尽量大些.4.细绳套应适当长一些，以便于确定力的方向.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，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向.5.在同一次实验中，画力的图示时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一些.考向1 对实验操作的考查[典例1]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：(1)用铅笔描下结点位置，记为O；(2)记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；(3)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3，___________________；(4)按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；(5)根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；(6)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F3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F3就是这两个力F1、F2的合力.作出力F3的图示，再根据力的平行四边形定则作出力F1、F2的合力F的图示，比较F和F3的大小和方向是否相同，从而验证力的平行四边形定则.[答案] (3)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(6)F和F3考向2 对数据处理的考查[典例2]某同学通过下述实验“验证力的平行四边形定则”.实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向.②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拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：甲乙F/N00.50 1.00 1.50 2.00 2.50l/cm l010.9712.0213.0013.9815.05③找出②中F＝2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为FOO′.④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在图丙所示坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0＝cm.丙(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则F OA的大小为N.(3)在图丁中根据给出的标度，作出F OA和F OB的合力F′的图示.丁(4)通过比较F′与的大小和方向，即可得出实验结论.[解析] (1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧.如图甲所示，由图线可知与横轴的交点l0＝10.0 cm.(2)橡皮筋的长度l ＝OA ＋OB ＝13.60 cm ，由图甲可得F ＝1.80 N ，所以F OA ＝F OB ＝F ＝1.80 N.(3)利用给出的标度作出F OA 和F OB 的图示，然后以F OA 和F OB 为邻边作平行四边形，对角线即为合力F ′，如图乙所示.(4)F OO ′的作用效果和F OA 、F OB 两个力的作用效果相同，F ′是F OA 、F OB 两个力的合力，所以只要比较F ′和F OO ′的大小和方向，即可得出实验结论.[答案] (1)见解析图甲 10.0(9.8～10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确) (3)见解析图乙(4)F OO ′考向3 实验创新与改进以本实验为背景，以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件，或通过改变实验条件、实验仪器设置题目.1.考查对实验原理的理解、实验方法的迁移.2.实验器材的改进(1)橡皮筋――→替代弹簧测力计(2)钩码――→替代弹簧测力计[典例3]有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是(填正确答案标号).A.钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B.钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C.钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D.钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是(填正确答案标号).A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图示中(填“甲”或“乙”)是正确的.[解析] (1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1－F2|≤F3≤F1＋F2，因此B、C、D 三项是可以的.(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向.(3)F3的方向一定竖直向下，而F1和F2的合力方向由于测量误差可能偏离竖直方向，所以甲是正确的.[答案] (1)BCD (2)A (3)甲[典例4] 某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”.弹簧测力计A 挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为N.(2)下列不必要的实验要求是.A.应测量重物M所受的重力B.弹簧测力计应在使用前校零C.拉线方向应与木板平面平行D.改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法.[解析] (1)弹簧测力计的最小刻度为0.2 N，所以A的读数为3.6 N.(2)根据三力平衡的特点可知，弹簧测力计A、B的拉力的合力与重物M的重力等值反向，故A项是必要的；弹簧测力计的零点误差影响各拉力的测量值，所以使用前需校零，B 项是必要的；只有拉线方向与木板平面平行，才能保证所研究的各力在同一平面内，C项也是必要的；实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则，而测力计A的拉力不同时O点的位置就不同，故没有必要使O点静止在同一位置，答案为D.(3)弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，说明拉弹簧测力计A的力大了，可行的解决方法有：①改变弹簧测力计B拉力的大小或方向：②减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计).[答案] (1)3.6 (2)D (3)①改变弹簧测力计B拉力的大小或方向；②减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计)。
实验探究力的平行四边形定则
实验探究力的平行四边形定则编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（实验探究力的平行四边形定则）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为实验探究力的平行四边形定则的全部内容。
实验:探究力的平行四边形定则一、实验目的1．会使用弹簧测力计．2．验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则．二、实验原理1．等效法：一个力F′的作用效果和两个力F1、F2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，所以一个力F′就是这两个力F1和F2的合力，作出力F′的图示，如图所示．2．平行四边形法：根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示．3．验证:比较F和F′的大小和方向是否相同，若在误差允许的范围内相同，则验证了力的平行四边形定则．三、实验器材方木板、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(几个)．四、实验步骤1．在水平桌面上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸固定在方木板上．2．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，细绳的另一端各系上细绳套．3．用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图所示．4．用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向,读出并记录两个弹簧测力计的示数．5．用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿两条细绳的方向画直线,按一定的标度作出两个力F1和F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点的平行四边形的对角2线即为合力F。
6．只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O，读出并记录弹簧测力计的示数，记下细绳的方向,按同一标度用刻度尺从O点作出这个力F′的图示．7．比较F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向，看它们在实验误差允许的范围内是否相等．8．改变F1和F2的大小和方向，再做两次实验．五、注意事项1．同一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对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同,应调整或另换2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时,结点O位置一定要相同．3．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜．4．读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦．读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．5．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,去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．6．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一些．六、误差分析1．弹簧测力计本身的误差．2．读数误差和作图误差．3．两分力F1、F2间夹角θ越大，用平行四边形定则作图得出的合力F的误差ΔF也越大．【课堂练习】1．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，合力与分力的作用效果相同，这里作用效果是指（）A．弹簧测力计的弹簧被拉长B．固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C．细绳套受拉力产生形变D．使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度2．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，下列哪些说法是正确的________(填字母代号）．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同位置(2）同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是________（填字母代号）．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3.某同学做“验证力的平行四边形定则"实验时，主要步骤是：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FE．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，记下细绳的方向,按同一标度作出这个力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：(1)有重要遗漏的步骤的序号是________和________．(2）遗漏的内容分别是______________________________和________________________________________．。
实验探究力的平行四边形定则
第9课时实验：探究力的平行四边形定则●考纲预览●内容要求说明9．力的平行四边形定则（实验、探究）Ⅱ■预习内容■：教科版必修1 P59-P62 《步步高》P28-P31一．考点整理实验过程1．实验目的：探究力的合成规律——平行四边形定则；理解等效替代思想方法在物理学中的应用．2．实验原理：互成角度的两个力与一个力产生的效果，看它们用平行四边形定则求出的合力与这个力是否在实验误差允许的范围内相等．3．实验器材：木板、白纸、图钉若干、、细绳、弹簧秤（2只）、三角板、，等．4．实验步骤：①用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的上，如图所示；②用两个弹簧秤分别钩住两个绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一点O；③用铅笔描下位置和两个细绳套的，并记录弹簧秤的读数F1、F2，利用刻度尺和三角板作平行边形，画出对角线所代表的力F；④只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面实验中的相同，记下弹簧的读数F′和细绳的方向；⑤比较F和F′，观察它们在实验误差允许的范围内是否．5．误差分析：实验误差除弹簧测力计本身的误差外，还主要来源于误差和误差两个方面．①减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量一些．读数时眼睛一定要，要按有效数字正确读数和记录．②减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定要平行，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ΔF就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太．6．注意事项：①位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时的位置一定要相同．②角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太，也不宜太大，以60°～120°之间为宜．③尽量减少误差：在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．④统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些．二．考点分类探讨典型问题〖考点1〗对实验原理及实验过程的考查【例1】在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条．⑴某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A．两根细绳必须等长B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置其中正确的是_______________（填入相应的字母）⑵“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和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图．①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⑶某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示 2 N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，关于F1、F2与F、θ1和θ2关系正确的有________A．F1 = 4N B．F = 12 N C．θ1 = 45° D．θ1 < θ2【变式跟踪1】将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为______ N和______ N；⑵在如图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．〖考点2〗对实验过程的考查【例1】某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．⑴本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N；⑵下列不必要的实验要求是________（请填写选项前对应的字母）A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置⑶某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．【变式跟踪2】有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：⑴改变钩码个数，实验能完成的是 ______________A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4 D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5⑵在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是____________A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度C．用量角器量出三段绳子之间的夹角D．用天平测出钩码的质量⑶在作图时，你认为图中________是正确的（填“甲”或“乙”）．三．课堂演练自我提升班级姓名评价1．用等效代替法验证力的平行四边形定则的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图．⑴本实验中“等效代替”的含义是________A．橡皮筋可以用细绳替代B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代⑵图乙中的F与F′两力中，方向一定沿着AO方向的是________，图中________是F1、F2合力的理论值，______是合力的实验值．⑶完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是________A．拉橡皮筋的绳细一些且长一些B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些D．使拉力F1和F2的夹角很小2．在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤．⑴为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：弹力F/N 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 伸长量x/10–2m 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42根据表中数据在图中作出F–x图象并求得该弹簧的劲度系数k = ________N/m；⑵某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为________N；同时利用⑴中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请在下列虚线框中画出这两个共点力的合力F合；⑶由图得到F合＝________N．3．如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长为0.3 m 的杆，将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ②对两个传感器进行调零③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数④取下钩码，移动传感器A改变θ角重复上述实验步骤，得到表格.F1/N 1.0010.580… 1.002…F2/N－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…(1)根据表格数据，A传感器对应的是表中力________(选填“F1或F2”)．钩码质量为________kg(保留一位有效数字)．(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是()A．因为事先忘记调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响 D．可以完全消除实验的误差。
验证力的平行四边形定则注意事项
验证力的平行四边形定则注意事项
分在实验中使用一根弹簧秤拉细线与两根弹簧秤拉细线的作用效果要相同（即橡皮条拉到同一位置），而细线的作用是画出力的方向，弹簧秤能测出力的大小．因此细线的长度没有限制，弹簧秤的示数也没有要求，两细线的夹角不要太小也不要太大，但拉弹簧秤时必须保证与木板平面平行．
1.在同一组数据中，只有当橡皮条节点O的位置不发生变化时，两个力的作用效果和一个力的作用效果才相同，才可以验证平行四边形定则，
2.两个弹簧秤拉力的方向没有限制，并非一定要夹角为90°
3.实验时为减小实验误差，读数时应使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳和弹簧测力计的限位孔之间有摩擦，
4.在同一个实验中，为了能够正确的比较，各个力之间的大小关系，画力的图示所选定的标度要相同，
本实验采用是等效替代的思维方法．实验中要保证一个合力与两个分力效果相同，结点O的位置必须相同．要验证力的平行四边形定则，关键是作准力图，然而要想作好力图必须读准力的大小与画准力的方向．。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验学案10 探究力的平行四边形定则实验目的1．学会用弹簧测力计和细线测出力的大小与方向．2．运用力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则．实验原理一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到________，所以力F′就是这两个力F1和F2的合力，作出力F′的图示．再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否相同，若相同，则说明互成角度两个力合成时遵循______________．实验器材方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、________、细绳套(两个)、________、________、图钉(几个)、细芯铅笔．实验步骤1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．并用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴一短绳，细绳的另一端拴上两个细绳套．2．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图1所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向．图13．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向．4．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．5．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计的拉力F′的图示．6．比较一下，力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向是否相同．提示：每次实验保证结点位置保持不变，是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中等效替换的思想方法．由于力不仅有大小，还有方向，若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同，不满足合力与分力的关系，不能验证平行四边形定则．误差分析1．用两个测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内，这样得到的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．2．结点O的位置和两个测力计的方向画得不准，造成作图的误差．3．两个分力的起始夹角α太大，如大于120°，再重做两次实验，为保证结点O位置不变(即保证合力不变)，则α变化范围不大，因而测力计示数变化不显著，读数误差大．4．作图比例不恰当造成作图误差．注意事项1．不要直接以橡皮条的端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置．2．使用弹簧秤前，应先调节零刻度，使用时不能超过量程，拉弹簧秤时，应使弹簧秤与木板平行．被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动弹簧时不可与外壳相碰或摩擦．3．在同一次实验中，橡皮条伸长时的结点位置要相同．4．两拉力F1和F2夹角不宜过小，作力的图示，标度要一致．5．读数时应正对、平视刻度.题型一实验原理与方法【例1】“探究力的平行四边形定则”的实验如图2甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细线的结点，OB和OC为细绳．图2乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图．(1)图2乙中的________是力F1和F2的合力的理论值；________是力F1和F2的合力的实际测量值．图2(2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：________.(选填“变”或“不变”)．(3)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[规范思维]题型二实验步骤的考查【例2】某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时的主要步骤是：A．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；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一短细绳，细绳的另一端系上两个细绳套；C．用两个弹簧测力计分别钩住两个绳套，互成角度地拉橡皮条的同一结点，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，记下细绳套的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较F′与F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是________和________；(2)遗漏的内容分别是________________________________和________________________________________________________________________．[规范思维][针对训练] (2010²天津理综²9(2))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的拉橡皮条，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，下列哪些说法是正确的________(填字母代号) 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________(填字母代号)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1．在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中错误的是( )A．同一次实验过程中，O点位置允许变动B．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧秤之间夹角应取90°，以便于算出合力的大小2．探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指( )A．使两分力与合力满足平行四边形定则B．使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合C．使两次橡皮筋伸长的长度相等D．使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变3．(2011²绍兴市质量调测)在“验证力的平行四边形定则”中，采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差( )A．两个分力F1、F2间的夹角要适当大些B．两个分力F1、F2的大小要适当大些C．拉橡皮条的细绳要稍长一些D．实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同图34．某同学利用如图3所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F T OA、F T OB和F T OC，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是( )A．钩码个数N1＝N2＝2，N3＝4B．钩码个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是( )A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度C．用量角器量出三段绳子之间的夹角D．用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图4中________是正确的．(填“甲”或“乙”)图45．(2009²山东²23(1)改编)请完成以下两小题．某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物．(1)为完成该实验，下述操作中必需的是________．a．测量细绳的长度b．测量橡皮筋的原长c．测量悬挂重物后橡皮筋的长度d．记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是________．图56．(2010²衡阳模拟)如图5所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ②对两个传感器进行调零③用另一绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器读数④取下钩码，移动传感器A改变θ角(1)12钩码质量为______ kg(保留1位有效数字)．(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是( )A．因为事先忘记了调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响D．可以完全消除实验的误差7．在做“验证力的平行四边形定则的实验”中，在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在A点上，另一端连接两根细线，然后通过细线用两个互成角度的弹簧秤来拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一点O，此时需记录下：(1)________________，(2)________________，(3)________________．然后改用一个弹簧秤把橡皮条拉到O点后再记录下：(4)________________，(5)________________．(6)如图6所示，是该同学完成验证力的平行四边形定则实验操作后得到的数据图，请选好比例在方框中作图完成该同学未完成的实验数据处理．图68．(2011²徐州市第三次调研测试)小明同学在学完力的合成与分解后，想在家里做“验证力的平行四边形定则”的实验．他从学校的实验室里借来两只弹簧测力计，按如下步骤进行实验．A．在墙上贴一张白纸用来记录弹簧弹力的大小和方向B．在一只弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧测力计的读数F. C．将一根大约30 cm长的细线从提带中穿过，再将细线两端拴在两只弹簧测力计的挂钩上．在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两只弹簧测力计的读数相等，在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读数．如图7甲所示．D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′.图7(1)在步骤C中，弹簧测力计的读数为________ N.(2)在步骤D中，合力F′＝__________ N.(3)若______________________________，就可以验证力的平行四边形定则．9．将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计．沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图8所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．图8(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________ N和________ N.(2)在图9所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．图9(3)图10(A)(B)两图是两位同学得到的实验结果，其中哪一个图符合实际？若合力测量值F′是准确的，则F与F′有误差的原因可能是哪些？图10实验学案10 探究力的平行四边形定则【基础自主落实】实验原理同一点平行四边形定则实验器材橡皮条三角板刻度尺【热点题型精析】例1 F F′(2)不变(3)B解析(1)用平行四边形定则作图得到的是合力的理论值，即F；直接测量得到的是合力的实际测量值，即F′.(2)细绳的作用是对结点O施加不同方向的拉力F1、F2，换用橡皮筋拉结果是一样的．(3)力的合成与分解使用的是等效替代法，B正确．[规范思维] 直接测得的是实际测量值，方向一定沿橡皮筋AO的方向，而用平行四边形作图得到的是实验的理论值，即F，由于实验误差的存在，F与F′是不一定重合的．例2 (1)C E (2)在C中未记下两细绳套的方向E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O解析(1)根据验证力的平行四边形定则的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.(2)C中未记下两细绳套的方向．E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O. [规范思维] 注意到拉力既有大小，又有方向，在本实验的操作中，一定要记录力的这两个要素．[针对训练]①BD ②BD【课时效果检测】1．ACD [从橡皮条固定点到O点的连线方向，是合力的作用线方向，如果O点变动，那么合力的大小、方向都要变化，就不能验证力的平行四边形定则，故A选项错；C选项中，因一个弹簧秤已拉到最大量程，再通过另一个弹簧秤拉橡皮条到O点时，第一个弹簧秤可能超过最大量程，造成损坏，或读数不准，故C选项错；互成角度的两个力是利用平行四边形定则合成的，两个分力成任意角度都适用，不必成90°角，故D选项错．] 2．B3．ABCD4．(1)BCD (2)A (3)甲解析(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1－F2|<F3<F1＋F2，因此B、C、D选项是可以的．(2)A(3)甲实验中F3是竖直向下的．5．(1)bcd (2)要换不同的小重物解析(1)运用等效思想来验证平行四边形定则，即要验证以两力为平行四边形的邻边，作平行四边形，其对角线是否和合力相符．本小题中结点受三个力，其中两个力的合力与第三个力等大反向，故要测出各力的大小和方向，然后作出各力的图示，以两边为邻边做平行四边形，如果在实验误差允许的范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向，即可验证．为测量各力的大小故需要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度以及悬挂重物后O点的位置，故应选b、c、d.(2)可以通过改变小重物改变各力的大小．6．(1)F10.05 (2)C解析(1)A传感器中的力均为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡时，mg＝F1²sin θ，当θ＝30°时，F1＝1.001 N，可求得m＝0.05 kg.(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响，故C正确．7．(1)两弹簧秤的读数(2)结点O的位置(3)两细线的方向(4)弹簧秤的读数(5)细线的方向(6)作图象时以O点为起点作F1、F2、F′的图示，且要按同一比例；要用三角板和刻度尺规范地作出平行四边形．8．(1)3.00 (2)5.2±0.2(3)F′近似在竖直方向，且数值与F近似相等9．(1)2.50 4.00 (2)见解析图(3)B图误差原因见解析解析(1)弹簧测力计的最小刻度为0.1 N，读数时应估读一位，所以读数分别为2.50 N 和4.00 N.(2)取一个小方格的边长表示0.50 N，作出两个力及它们的合力．(3)F′是用一个测力计拉橡皮条所得到的，其方向一定在橡皮条所在直线上，所以B图符合实际，误差的原因主要是弹簧测力计读数误差，确定分力方向不够准确等原因．。