高考物理复习实验验证力的平行四边形定则课件

答案：①C E ②C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O位置
4．某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，利 用坐标纸记下了橡皮绳的结点位置O，以及两个弹簧测力计拉 力的大小和方向，如图3所示．(1)试在图中作出无实验误差情 况下橡皮绳此时的拉力示意图，并用F3表示该力．
6．由作图法得到的F和实际测量得到的F′不可能完全 符合，但在误差允许范围内可以认为F与F′符合即可．
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[例1] 在做“互成角度的两个力的合力”实验时，橡皮 条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端 拉到某一确定的O点，以下操作错误的是( )
A．同一次实验过程中，O点位置允许变动 B．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数 时视线要正对弹簧测力计的刻度
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
解析：①两次拉伸的效果相同，包括大小和方向，选 项B正确而A错；弹簧秤不一定拉伸到相同刻度，两次将橡皮条 和绳的结点拉到相同位置即可，选项D正确而C错误．
图5
(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________．(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
(3)见答案．
答案：(1)3.6 (2)D (3)①改变弹簧测力计B拉力的大小；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、改变弹簧测力 计B拉力的方向等)
温馨 提 示
请做：单元综合测试（二）
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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．用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮 条，使橡皮条拉长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置， 读出两个弹簧秤的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤 的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
答案：BCD
2．如图2所示，在“共点力合成”实验中，橡皮筋一端
固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用力F1与F2拉两个 弹簧秤，使这端拉至O点，若要这端始终位于O点，但使F2大 小不变地沿顺时针转过某一小角度，相应地使F1的大小及图中 β角作以下的哪些变化是可能的( )
A．增大F1的同时增大β角
B．增大F1的同时保持β角不变
C．增大F1的同时减小β角
D．减小F1的同时减小β角
图2
解析：若要这端始终位于O点，就是要求F1、F2的合 力不变，本题可以将各选项一一画图验证，得到ABC正确．
答案：ABC
3.2012·江苏盐城模拟某 同学做 “验 证力的 平行 四边形 定 则”实验中，主要步骤是( )
图3
(2)有关此实验，下列叙述正确的有( )
A．两个弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮绳的拉力 大
分力
B．橡皮绳的拉力是合力，两个弹簧测力计的拉力为
C．两次拉橡皮绳时，需将橡皮绳结点拉到同一位置O， 这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D．若只增大某一个弹簧测力计的拉力大小而要保证 橡皮绳结点的位置不变，只需调整另一个弹簧测力计拉力的大 小即可
解析：注意实线与虚线，并且要体现作图的过程，即 必须先画出F1，F2的合力F′，然后再由平衡条件画出F3.
答案：(1)如图4所示 (2)AC
图4
5．某同学用如图5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．
2．实验过程中，在使用弹簧秤的时候，要注意使弹 簧秤与木板平面平行．
3．选用的橡皮条应富有弹性，能发生弹性形变，同 一次实验中，橡皮条拉长后的结点O的位置必须保持不变．
4．在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超 过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差．
5．画力的图示时，应选定恰当的单位长度作为标度； 作力的合成图时，应尽量将图画得大一些，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出合力．
D．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
解析：如果两个分力F1、F2的大小适当大些，则两个 分力测量的相对误差就会小一些，结果就会准确一些．拉橡皮 条的细绳稍长一些，则画出的力的方向就准确些，误差就小 些．实验中，弹簧秤与木板平行，读数时视线正对弹簧秤刻度， 可以减小测量力时的误差．
实验三 验证力的平行四边形定则
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课前自主学习
梳理知识 突破难点
实验目的 1．验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形 定则． 2．通过验证力的平行四边形定则，培养学生用图象 法处理实验数据，并得出结论的能力．
实验原理
使F′的作用效果以及F1和F2的作用效果都是使橡皮条 伸长到某点，所以F′为F1和F2的合力，作出F′的图示，再根据 平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F、F′在实验 误差允许的中，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)．
题后反思
本实验的所有规定都是为了更有利于操作，有利于减 小测量误差．合力一定的前提下，一个力大小或方向的改变， 都可导致另一个力的大小、方向发生改变，夹角太大或太小、 拉力太大或太小、拉力与木板不平行均会带来较大误差．
变式 1—1 2010·天津理综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．
C．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉 到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方 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，两个弹簧 测力计之间夹角应取90°，以便于算出合力的大小
[解析] 实验中有严格的要求：(1)结点O不允许移动． (2)弹簧测力计不要达到最大量程，因为一个达到最大， 另一个将不好调整． (3)两个弹簧测力计的拉力夹角不易过大，也不易过小， 取90°也可以，并不是必须取90°. [答案] ACD
4．用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出并 记录两个弹簧秤的示数．
5．用铅笔和刻度尺在白纸上从O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F1和F2的图示，用平行 四边形定则求出合力F.
6．只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到 同样位置O，读出并记录弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按 同一标度作出这个力F′的图示．
E．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长， 读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力 F′的图示；
F．比较力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________．
7．比较力F′与合力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．改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验．
注意事项
1．两只弹簧秤在使用前应检查、校正零点，检查量 程和最小刻度单位，将两弹簧秤钩好后对拉，若两只弹簧秤在 拉的过程中，读数相同，则可选用，若不同，应另换，直至相 同为止．使用弹簧秤时应与板面平行．
实验器材 方木板一块，白纸，弹簧秤两个，橡皮条，细绳套两 个，三角板，刻度尺，图钉几个，铅笔．
实验步骤 1．如图1所示，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．
图1 2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮 条的另一端挂上两条细绳，细绳的另一端系着绳套． 3．用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮 条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.
②弹簧秤、细绳、橡皮条与木板平行，保证各力都在 同一平面内，细绳长些，标记同一细绳方向的两点远一些，以 保证画力的方向时精确些，本题选项B、D符合要求．
答案：①BD ②BD
随堂巩固训练
感悟真题 检验技能
1．在验证力的平行四边形定则的实验中，下列哪些 方法可减小实验误差( )
A．两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些 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
(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)由题图知弹簧测力计的分度值为0.2 N，按 “二分之一”估读法可知小数点后保留一位，故读得结果为3.6 N.
(2)本实验中是利用平衡条件确定两拉力的合力与重 物M所受重力等值反向，故A是必要的．因弹簧测力计的零点 误差影响到各拉力的测量值，且不能保证各拉力的真实值之比 与测量值之比相等，故B也是必要的．因只有拉线方向与木板 平行时才能保证各力在竖直板上记录的方向与真实方向相同， 故C亦是必要的．由于本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，故不可能也无必要使O点静止在同 一位置，答案为D.