高中物理总复习第二章 实验三 验证力的平行四边形定则

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高中物理实验3验证力的平行四边形定则

高中物理实验3验证力的平行四边形定则

高中物理实验三、验证力的平行四边形定则江苏省特级教师戴儒京一、知识点梳理1. 力的平行四边形定则:以已知两个力矢量为邻边做平行四边形,两力所夹的对角线表示合力的大小和方向。

2.用两个弹簧秤拉一弹簧(或橡皮筋)到某一位置,记下该位置及两弹簧秤的力的方向和大小。

3. 用一个弹簧秤拉同一弹簧(或橡皮筋)到同一位置,记下该弹簧秤的力F的方向和大小。

4. 以2.中两个力矢量为邻边做平行四边形,两力所夹的对角线表示F’的大小和方向。

5.比较F和F’的大小和方向是否在误差范围内一致。

如在误差范围内一致,则验证了力的平行四边形定则。

二、例题与习题1.某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验,所有器材有:方木板一块,白纸,量程为5 N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,其中正确的是______。

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_____。

【解析】因为AD三个点离得太近,画力的方向误差大。

【答案】①BC②B2.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1 mm)的纸贴在桌面上,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。

实验3 验证力的平行四边形定则

实验3 验证力的平行四边形定则

第二章
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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五、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a、b这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为 邻边作平行四边形,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。 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4中 弹簧测力计c的拉力F'的图示。 3.比较F与F'是否完全重合或几乎重合,从而验证平行四边形定则。
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第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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本题考查学生对实验原理的创新及应用,基于实验数据得出结论并 作出解释,目的是培养学生的科学探究能力和科学的态度。
第二章
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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本题考查学生对实验数据的获取和处理数据的能力,目的是培养学 生的科学探究能力和科学的态度。
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命题点一 命题点二 命题点三
实验3 验证力的平行四边形定则
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实验的改进与创新 本实验一般是在教材实验原理的基础上,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。 因此要在教材实验的基础上注重器材变化后对分力和合力的分析 判断能力的培养,要善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新 问题。
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实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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①用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目 的是 。 ②实验中利用图中标记的O点和b点确定分力方向时,图甲中的b 点标记得不妥,其原因是 。 ③图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示,其中 (选填“F”或“F'”)是F1和F2合力的实际测量值。

高中物理实验03 验证力的平行四边形定则(解析版)

高中物理实验03 验证力的平行四边形定则(解析版)

实验三验证力的平行四边形定则(解析版)1.实验原理等效思想:互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F'产生相同的作用效果,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.实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳及细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(多个)、铅笔。

3.实验步骤(1)仪器安装①用图钉把白纸钉在水平放置的方木板上。

②用图钉把橡皮条的一端固定在A点,如图所示,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。

(2)测量与记录①用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O。

记录两弹簧测力计的读数F1、F2,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。

②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F'和细绳的方向。

(3)换白纸,改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次实验。

4.数据分析(1)用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两绳的方向画直线,按选定的标度作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板以F1和F2为邻边作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,即合力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中弹簧测力计的拉力F'的图示。

(3)比较F与F'是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则。

5.注意事项(1)位置不变:在同一次实验中,橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。

(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,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°~100°为宜。

(3)尽量减少误差①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。

②细绳应适当长一些,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。

实验三_验证力的平行四边形定则

实验三_验证力的平行四边形定则

图1
3.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.
【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
D.按选好的比例,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧秤的 拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F
E.只用一个弹簧秤,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,按同一比例作出 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)有重要遗漏的步骤序号是____________; (2)遗漏的内容是_________________________. 解析 本实验的基本思想是“等效替代”,用一个弹 簧秤拉橡皮条和两个弹簧秤拉的效果相同,所以要把 橡皮条的结点拉到同一位置O点. 答案 (1)E (2)E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了O点
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
形定则作出的理论值,F为合力的实际测量值;本实验

高中物理验证力的平行四边形定则实验

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。

2018年高考物理复习实验3 验证力的平行四边形定则

2018年高考物理复习实验3 验证力的平行四边形定则

• 解题探究:(1)两个分力F1、F2分别沿哪个 方向? • (2)合力F3沿哪个方向? • (3)“用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸 到相同长度,发现读数不相同”说明了什 么? • 答案:(1)两个分力F1、F2分别沿OP1、OP2 方向。 • (2)合力F3沿OP3方向。 • (3)说明橡皮筋多次拉伸后劲度系数发生了
核心考点突破
•实验操作及结果分析
小明通过实验验证力的平行四边形定 则。 导学号 51342228 (1)实验记录纸如图 1 所示,O 点为橡皮筋被拉伸 后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力 F1 和 F2 的方向分别过 P1 和 P2 点;一个弹簧测力计拉橡 皮筋时,拉力 F3 的方向过 P3 点。三个力的大小分别 为:F1=3.30N、F2=3.85N 和 F3=4.25N。请根据图 中给出的标度作图求出 F1 和 F2 的合力。
• (2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮
筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实
验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮
筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于
是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的
影响。
• 实验装置如图2所示,将一张白纸固定在竖
直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O
点,下端N挂一重物。用与白纸平行的水
• 六、注意事项 • (1)正确使用弹簧测力计:①本实验需要选 用规格相同的两只弹簧测力计;②使用时 读数尽量大,但不能超出范围;③被测力 的方向与轴线方向要一致;④读数时应正 对、平视刻度。 • (2)位置不变:在同一次实验中,橡皮筋拉 长后,结点O的位置必须保持不变。 • (3)角度合适:用两只弹簧测力计钩住细绳 套互成角度地拉橡皮筋时,夹角不宜太大 也不宜太小,以60°~100°为宜。

2022年高考物理总复习实验3 验证力的平行四边形定则

2022年高考物理总复习实验3 验证力的平行四边形定则

• 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
1.001
0.580
… 1.002 …
F2 -0.868 -0.291 … 0.865 …
θ
30°
[解析] (1)先描点,然后用平滑的直线连接,当弹簧秤的 示数为 0 时,橡皮筋的长度为原长,故原长为 10.0 cm;(2)当 OA=6 cm,OB=7.6 cm 时,橡皮筋的总长度为 13.6 cm,对照 图线可得橡皮筋的弹力大小为 1.80 N;(3)根据给定的标度作出 力的图示;(4)以两分力为邻边作平行四边形,平行四边形的对 角线表示合力 F′的大小,通过比较 F′与 FOO′的大小和方向 在误差允许的范围内是否相等,可验证力的平行四边形定则.
• (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,你认为下图中________是正确的.(填“甲”或 “乙”)
• [F解2|≤析F]3≤(1F)1实+验F2,中因的此分B力、与C、合D力选的项关是系可必以须的满.足:|F1- • (2)A (3)甲 实验中F3是竖直向下的. • [答案] (1)BCD (2)A (3)甲
• [针对训练] • 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:

2022年高考物理一轮复习 第2章 实验三 验证力的平行四边形定则

2022年高考物理一轮复习 第2章 实验三 验证力的平行四边形定则

(4)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. (5)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.
02
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3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图.
平桌面上,如图5(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示
部分之外),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__4_.0__N.
图5
解析 由题图(b)可知,F的大小为4.0 N.
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
的拉力
解析 两绳套拉力的合力不一定沿角平分线,选项A错误; 同一次实验,用一绳套拉橡皮条和用两绳套拉橡皮条结点O的位置相同, 不同次实验结点O的位置可以不同,选项B正确; 为了减小摩擦和误差,施力方向应沿测力计轴线,读数时视线应正对测 力计刻度,选项C正确; 合力可以比分力大,也可以比分力小,选项D错误.
(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,如图所 示.其中对于提高实验精度最有利的是_B___.
解析 为了提高实验精度,测力计读数应尽可能大一些,标注细绳方向的 两点离结点应尽可能远一些,标度应尽可能小一些,故选B.
12

实验3验证力的平行四边形定则

实验3验证力的平行四边形定则

(2)根据平行四边形定则作出 FA 和 FB 的合力 F, 如图乙所示, 量出其长度,对应 5 mm 表示 1 N 可得 F= 5.8 N.
第20页
(3)利用平行四边形定则得出的合力与弹簧测力计的示数 FC = 6.0 N,在实验误差允许的范围内相等,故实验的结果能验证 平行四边形定则.
答案: (1)见解析图 (2)见解析图 (3)能 5.8(5.7~ 6.1 均可 )
第14页
(1)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示.其中, 细绳 CO 对 O 点的拉力大小为________N; (2)请将图甲中细绳 CO 和 BO 对 O 点两拉力的合力 F 合画在 图乙上.由图求出合力的大小 F 合 = ________N(保留两位有效数 字 ). (3) 某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴 趣,于是,他将刻度尺与弹簧测力计平行放置,如图丙所示,利 用读得的数据,他得出了弹簧的劲度系数.那么,该弹簧的劲度 系数 k= ________N/m(保留两位有效数字).
第11页
(2)某次操作时两弹簧测力计的指针指在图中所示的位置, 则两弹簧测力计的读数分别为 FB= ______N, FC= ______N; (3)如果本实验所用弹簧测力计的量程均为 5 N.其中图甲 中 F1= 3.00 N, F2= 3.80 N,且两力互相垂直;图乙中 F1= F2 = 4.00 N,且两力的夹角为 30° ;图丙中 F1= F2= 4.00 N,且两 力的夹角为 120° .其中明显不符合操作的是图________.
第26页
(1)改变钩码个数,实验能完成的是( A.钩码的个数 N1= N2= 2, N3= 4 B.钩码的个数 N1= N3= 3, N2= 4 C.钩码的个数 N1= N2= N3= 4 D.钩码的个数 N1= 3, N2= 4, N3= 5

实验三:验证力的平行四边形定则

实验三:验证力的平行四边形定则

实验创新设计
[例3] 在课外活动小组进行研究性学习的过程中,某
研究小组设计了一个实验来验证力的平行四边形定则,
其设计方案为:用三根相同的橡皮带、四个图钉、一把
直尺和一支铅笔、三张白纸、平木板来验证力的平行四
边形定则.其步骤如下:
①将拴有橡皮条的图钉A、B适当张开钉在木板上,拉第
三根橡皮条,使三根橡皮条互成角度拉伸,待结点处的
七、实验改进 本实验用一个弹簧测力计也可以完成,具体操作 如下: (1)把两条细绳中的一条细绳与弹簧测力计连接,
另一条细绳用手直接抓住,然后同时拉这两条细
绳,使结点至O点,记下两条细绳的方向和弹簧测 力计的示数F1.
(2)放回橡皮条后,将弹簧测力计连接到另一细 绳上,用手再同时拉这两条细绳,使结点至O 点,并使两条细绳位于记录下来的方向上, 读出弹簧测力计的示数F2. 其他步骤与提供两只弹簧测力计相同.这 种操作的优点是能减小因两弹簧测力计的不 同而带来的误差,但实验过程稍麻烦.
5.李明同学在做“互成角度的两个力的合成”实验时, 利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧 测力计拉力的大小,如图实-3-9所示. (1)试在图实-3-9中作出无实验误差情况下F1和F2的合 力图示,图实-3-9并用F表示此力. (2)有关此实验,下列叙述正确的是________. A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 B.橡皮筋的拉力是合力,而弹簧测力计的拉力是分力 C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置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.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮 筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的 大小即可
5.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 的读数和细绳的方向,用刻度尺从O点按同 样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计 的拉力F′的图示. 6.比较力F′与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.

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。

第二章 实验三 验证力的平行四边形定则

第二章 实验三 验证力的平行四边形定则

(2)两个分力的起始夹角α太大,如大于120°,再重复做两次
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,因而弹簧测力计示数变化不显著,读数误差较
大,导致作图产生较大误差。 (3)作图比例不恰当、不准确等造成作图误差。
本实验用一个弹簧测力计也可以完成,具体操作如下: (1)把两条细绳套中的一条细绳套与弹簧测力计连接,另一 条细绳套用手直接抓住,然后同时拉这两条细绳套,使
结点至O点,记下两条细绳套的方向和弹簧测力计的示
数F1。
(2)放回橡皮条后,将弹簧测力计连接到另一细绳套上,用 手再同时拉这两条细绳套,使结点至O点,并使两条细绳
套位于记录下来的方向上,读出弹簧测力计的示数F2。
其他步骤与提供两只弹簧测力计相同。
[例1] 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。
[解析] (1)只有拉到同一位置时,两次的作用效果才能相 同,即第二次的一个力才是第一次两个力的合力。
(2)用两个弹簧秤通过细绳拉橡皮条时,两力间的角度应较
大一些,便于实验结果更准确,故A错误;弹簧秤、细绳、 橡皮条要尽量与木板平行,如果不平行会导致在木板上画 出的力的图示与实际不符,故B正确;两弹簧秤示数之差 的大小对实验没有影响,故C错误;标记同一细绳方向的
=3/4。
[答案]
(1)结点 O 的位置
钩码个数
拉力方向(或细线方 钩
向) 橡皮筋与细线的结点 O 与步骤 B 中结点位置重合 码个数和对应细线的方向 3 (2) 4
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实验三验证力的平行四边形定则

实验三验证力的平行四边形定则

高频考点例析
【思路点拨】 考查学生对实验 思路点拨】 原理的理解,对实验过程、实验步骤 原理的理解,对实验过程、 的掌握情况. 的掌握情况. 解析】 【解析】 据验证力的平行四边 形定则的操作规程可知, 形定则的操作规程可知,有重要遗漏 的步骤的序号是C、 在 中未记下两 的步骤的序号是 、E.在C中未记下两 条细绳的方向. 中未说明是否把橡皮 条细绳的方向.E中未说明是否把橡皮 条的结点拉到了同一位置O. 条的结点拉到了同一位置
核心要点突破
3. 使用前要检查指针是否指在零 刻度线上,否则应校正零位(无法校正 刻度线上,否则应校正零位 无法校正 的要记录下零误差). 的要记录下零误差 . 4.被测力的方向应与弹簧测力计 . 轴线方向一致, 轴线方向一致,拉动时弹簧不可与外 壳相碰或摩擦. 壳相碰或摩擦. 5.读数时应正对、平视刻度. .读数时应正对、平视刻度.
基础知识梳理
【实验步骤】 实验步骤】 1.用图钉把白纸钉在水平桌面的方 . 木板上. 木板上. 2.用图钉把橡皮条的一端固定在 .用图钉把橡皮条的一端固定在A 橡皮条的另一端拴上两个细绳套. 点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.
图1 -6 -1
基础知识梳理
3.用两只弹簧测力计分别钩住细 . 绳套,互成角度拉橡皮条, 绳套,互成角度拉橡皮条,将结点拉 到某一位置O,如图1- - 所示 所示, 到某一位置 ,如图 -6-1所示,记 录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O 录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下 点的位置及此时两条细绳套的方向. 点的位置及此时两条细绳套的方向.
核心要点突破
三、实验误差分析 1.弹簧测力计使用前没调零会造 . 成系统误差. 成系统误差. 2.使用中,弹簧测力计的弹簧和 .使用中, 外壳之间、 外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测 力计外壳和纸面之间有摩擦力存在会 造成系统误差. 造成系统误差.

实验三:验证力的平行四边形定则

实验三:验证力的平行四边形定则

实验三:验证力的平行四边形定则误差分析:本实验的误差除弹簧测力计本身的误差外,还主要来源于以下两个方面: 1.读数误差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间的夹角取得太大.注意事项:1.位置不变:在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同.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,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°~120°之间为宜.3.尽量减少误差(1)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.(2)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热点二 实验过程及数据处理方法:1.实验过程应注意(1)结点O①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.2.操作不忘“三”“二”“一”用两个弹簧秤拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧秤示数、两细绳方向和结点O 的位置),用一个弹簧秤拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧秤示数和细绳方向)及“一注意”(结点O 的位置必须在同一位置)等.【跟踪短训】1、有同学利用如图1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( ).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 ( ).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图1(3)在作图时,你认为图2中________是正确的.(填“甲”或“乙”)图22、如图3所示,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,下述操作中不需要的是________.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33.(1)在做“验证力的平行四边形定则”实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤分别拉着两根绳套把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,则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,橡皮条、细绳和弹簧秤应与木板保持平行C.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间的夹角必须取90°D.实验中,要始终将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后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。

高中物理《力学实验》专题复习 实验三验证力的平行四边形定则

高中物理《力学实验》专题复习  实验三验证力的平行四边形定则

实验三验证力的平行四边形定则考纲解读 1.知道什么是等效替代法;2.能用作图法验证互成角度的两个力合成时遵守平行四边形定则.基本实验要求规律方法总结考点一对实验原理及实验操作的考查例1某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1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图.图1(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,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的图示,并用平行四边形定则求出合力F;E.只用一只弹簧测力计,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_______________________.考点二对实验过程及数据处理的考查例2(2012·浙江理综·22)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.(1)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:图2(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图3所示,其读数为________N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在下面虚线框中画出这两个共点力的合力F合;图3(3)由图得到F合=________N.创新实验设计例3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,先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子A 上,另一条橡皮筋任其下垂,如图4甲所示;再将另一条橡皮筋的另一端的细绳也固定在墙上的钉子B上,如图乙所示.图4(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为________.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9.等效法和作图法在验证平行四边形定则中的应用1.等效法是指两个弹簧测力计同时拉橡皮筋使橡皮筋产生的形变与一个弹簧测力计单独拉橡皮筋产生的形变相同.应使两个弹簧测力计拉橡皮筋时结点的位置与一个弹簧测力计拉橡皮筋时结点的位置是同一个位置.2.作图法是用来验证两个弹簧测力计拉力的合力与单个弹簧测力计拉力的大小、方向是否相同的.例4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5所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.图5(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)在如图6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61.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,另一端系上两根细绳,细绳的另一端打好绳套,如图7所示.实验中用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,以下说法正确的是()图7A.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拉力方向与木板平面平行,且弹簧秤中的弹簧不能与其外壳接触D .同一次实验中,O 点位置允许变动E .实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧秤的拉力的大小和方向,把橡皮条的结点拉到O 点2.在“验证力的平行四边形定则”的实验中:(1)在实验过程中某同学的部分实验步骤如下,请仔细读题并完成有关空缺部分内容: A .将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线; B .在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图8甲所示,记录:______________________、______________________;C .将步骤B 中的钩码取下,然后分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两个可移动的光滑定滑轮使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整两定滑轮的位置,使__________________,记录__________________;(2)如果“力的平行四边形定则”得到验证,那么图乙中cos αcos β=________.图83.如图9所示,在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学经历了以下实验步骤:图9A .用铅笔和直尺在白纸上从O 点沿着两细绳方向画直线,按一定标度作出两个力F 1和F 2的图示,根据平行四边形定则作图求出合力F ;B .只用一个测力计,通过细绳把橡皮筋与细绳的连接点拉到同样的位置O ;C .用铅笔记下O 点的位置和两条细绳的方向,读出两个弹簧秤的示数;D.在水平放置的木板上,垫一张白纸并用图钉固定,把橡皮筋的一端固定在板上A点,用两条细绳连接在橡皮筋的另一端,通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋与细绳的连接点到达某一位置O;E.记下测力计的读数和细绳方向,按同一标度作出这个力的图示F′,比较这个实测合力和按平行四边形定则求出的合力F,看它们的大小和方向是否相同;F.改变两测力计拉力的大小和方向,多次重复实验,根据实验得出结论.(1)将以上实验步骤按正确顺序排列,应为________(填选项前的字母).(2)在物理学中跟力一样,运算时遵守平行四边形定则的物理量还有________________________________________(至少写出三个,要求写名称).4.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某小组利用如图10所示的装置完成实验,橡皮条的一端C固定在木板上,用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点.图10(1)则下列叙述正确的是()A.该实验中CO的拉力是合力,AO和BO的拉力是分力B.两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置C.实验中AO和BO的夹角应尽可能大D.在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤的刻度线(2)对数据处理后得到如图11所示的图线,则F与F′两力中,方向一定沿CO方向的是________.力1、(2012浙江卷)题在“探究求合力的方法”实验中,先有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。

高中物理实验知识点专题讲解3---验证力的平行四边形定则 含答案

高中物理实验知识点专题讲解3---验证力的平行四边形定则 含答案

高中物理实验知识点专题讲解 验证力的平行四边形定则知识创新型实验。

例如设计型、开放型、探讨型实验等都有不同程度的创新,比如利用所学知识设计出很多测量重力加速度的实验方案。

其中,力学设计性实验在近年高考中有加强的趋势,应引起高度重视。

【实验目的】验证力的合成的平行四边形定则。

【实验原理】:此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果(即:使像皮条在某一方向伸长一定的长度),看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的平行四边形定则 。

【实验器材】:方木板一块,弹簧秤两个,细绳套两个,图钉(若干),三角板,刻度尺,铅笔。

实验中除了上述器材外,需要的器材还有:。

其中你使用的弹簧秤的量程为 ;最小刻度为 ;【实验步骤】: 1、用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。

2、用图钉把橡皮条的一端固定在板上的 A 点,有两条细绳套在 橡皮条的另一端。

3、用个弹簧秤分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置 O(如图所示)。

1/84、用铅笔描下结点 O 的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧评的读数,在白纸 上按比例作出两个弹簧秤的拉力 F1 和 F2 的图示。

利用刻度尺和三角板根据平行四边 形定则求出合力 F。

5、只用一个弹簧秤,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置 O,记下 弹簧秤的读数和细绳的方向,按同样的比例用刻度尺从 O 点起做出这个弹簧秤的拉力 F`的图示。

6.比较 F`与用平行四边形定则求得的合力 F,在实验误差允许的范围内是否相等。

7.改变两个分力 F1 和 F2 的大小和夹角,再重复实验两次,比较每次的 F 与 F`是否在实验误码差允许的范围内相等。

【注意事项】: 1、弹簧秤使用前应将弹簧秤水平放置,然后检查、矫正零点,需了解弹簧秤的量程、单位和最小刻度,读数时视线要正对刻度盘。

2、选择弹簧秤时,可将两弹簧秤自由端钩在一起,沿水平方向拉伸,看两个读数变化是否一样,若一样即适用。

第五讲 验证力的平行四边形定则

第五讲  验证力的平行四边形定则

B.两个分力 F 1、F2 间的夹角尽量大些
C .细 绳要 稍短 一些
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

(2)为了完成实验,在用两个完全相同的弹簧秤成一定角度拉橡皮筋
ACD 时,必须记录的有(
)
A.两细绳的方向
B.橡皮筋的原长
C .两 弹簧 秤的 示数
D.结点 O 的位置
(3)本实验采用的是等效替代法,但若将细绳也换成橡皮筋,则实验
题组突破 1-1.在“探究求合力的方法”时,先将橡皮筋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,需要两次拉伸橡皮筋,一次是
通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮筋,另一次是用一个弹簧 测力计通过细绳拉橡皮筋。
BD (1)实验对两次拉伸橡皮筋的要求中,下列说法中正确的有________。(填选
作:
①用刻度尺测出细线的长度 L,用弹簧测力计测出玩具小熊的重力
G;
②按图乙所示安装玩具小熊、细线(玩具小熊悬挂在细线的中点);
③两手捏着细线缓慢向两边移动直到细线断裂,读出此时两手间的水
平距离 d;
说明:合力一定时两分力的
④利用平衡条件算出结果。 夹角变大,两分力也变大。
在不计细线质量和伸长影响的情况下,请回答:
高三物理第一轮总复习
第二章 相互作用 第5讲 验证力的平行四边形定则
知|识|梳|理 微知识 验证力的平行四边形定则 1.实验目的 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则。 2.实验原理 等效法:使一个力 F′的作用效果和两个力 F1、F2 的作用效 果相同,都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到某点,所以这
结果是否会发生变化?
不变化 答:________(选填“变化”或“不变化”)。

原创1:实验三 验证力的平行四边形定则

原创1:实验三 验证力的平行四边形定则

用作图法求得该弹簧的劲度系数 k=____
____N/m;
【解析】 (1)描点作图:
图象的斜率为弹簧的劲度系数
k=6.5-3.50-×010-2 N/m=53 N/m.
(2)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(1)中结果获得弹簧上的弹
力值为 2.50 N,请画出这两个共点力的合力 F 合;
皮筋拉力一定在同一直线上,故甲同学实验得到的结
果符合实验事实.
(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中,造成误 差的主要原因是:(至少写出两种情况) 答:___________________________________________. (4)①F1 的方向比真实方向偏左; ②F2 的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左; ③作图时两虚线没有分别与 F1 线和 F2 线平行.(任选其二)
二、本实验的其他改进的创新思路 (一)实验操作 若保持结点O不变,下面悬挂重物不变的情况下, 要想多次验证,应该怎么样做?
【提示】 必须改变A、B两个钉子的位置.
(二)器材的改变 可以不用弹簧秤或橡皮筋,改用传感器确定各 力的大小,同时确定细绳中拉力的方向,结合力的 图示作图验证平行四边形定则.
力计两个、三角板、刻度尺. 实验步骤 1.用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上. 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,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O. 如实验原理图所示.
3.用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向, 并记录弹簧测力计的读数,利用刻度尺和三角板根据 平行四边形定则求出合力F.
考点二 实验过程及数据处理
[典例2]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.
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[解析] (1)根据验证力的平行四边形定则实验步骤可知:
B中应记录的是:结点O的位置;钩码个数(或细线拉力大
小);拉力方向(或细线方向)。C中调整B、C位置的目的是 使橡皮筋与细线的结点O与步骤B中记录的结点位置重合, 需要记录的是细线方向和钩码个数(或细线拉力大小)。 (2)若平行四边形定则得到验证,设每个钩码重为G,则F =5G、F1=4G、F2=3G,由三角函数关系可知三力恰好 构成直角三角形,则cosα=3/5,cosβ=4/5,所以cosα/cosβ
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)、铅笔。
(1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。
(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)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套, 互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与 绳的结点伸长到某一位置O,如图 实-3-1所示,记录两弹簧测力计
图实-3-3
C.将步骤 B 中的钩码取下,分别在两根细线上挂上 4 个和 3 个质量相等的钩码,用两光滑硬棒 B、C 使两细线互成角 度,如图实- 3- 4 乙所示,小心调整 B 、 C 的位置,使 ______________________,记录______________________。 cosα (2)如果“力的平行四边形定则”得到验证, 那么图乙中 cosβ =________。
与纸面平行的同一平面内。要防止弹簧测力计卡壳,防
止弹簧测力计或橡皮条与纸面有摩擦。 (6)在同一实验中,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。
1.读数误差
弹簧测力计数据在允许的情况下,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 (1)结点O的位置和两个弹簧测力计的方向画得不准确,造成 作图误差。
=3/4。
[答案]
(1)结点 O 的位置
钩码个数
拉力方向(或细线方 钩
向) 橡皮筋与细线的结点 O 与步骤 B 中结点位置重合 码个数和对应细线的方向 3 (2) 4
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结点至O点,记下两条细绳套的方向和弹簧测力计的示
数F1。
(2)放回橡皮条后,将弹簧测力计连接到另一细绳套上,用 手再同时拉这两条细绳套,使结点至O点,并使两条细绳
套位于记录下来的方向上,读出弹簧测力计的示数F2。
其他步骤与提供两只弹簧测力计相同。
[例1] 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。
(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。如图所示。
[答案] (1)2.50
4.00
(2)见解析图
[例3] “验证力的平行四边形定则”实验中 (1)部分实验步骤如下,请完成有关内容: A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板
上,另一端绑上两根细线。
B.在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋 拉伸,如图实-3-3甲所示,记录:________、________、 ________。
的读数,用铅笔描下O点的位置及
此时两细绳套的方向。
图实-3-1
(4)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的方向。 (5)改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次实验。
(1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选
定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力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。 (2)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹 簧测力计的拉力F′的图示。 (3)比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平
两点比较近时,所画直线的方向误差就较大,故D正确。
[答案] (1)同一 (2)BD
[例2]
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,如图实-3-2所示,
[解析] (1)只有拉到同一位置时,两次的作用效果才能相 同,即第二次的一个力才是第一次两个力的合力。
(2)用两个弹簧秤通过细绳拉橡皮条时,两力间的角度应较
大一些,便于实验结果更准确,故A错误;弹簧秤、细绳、 橡皮条要尽量与木板平行,如果不平行会导致在木板上画 出的力的图示与实际不符,故B正确;两弹簧秤示数之差 的大小对实验没有影响,故C错误;标记同一细绳方向的
(2)两个分力的起始夹角α太大,如大于120°,再重复做两次
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,因而弹簧测力计示数变化不显著,读数误差较
大,导致作图产生较大误差。 (3)作图比例不恰当、不准确等造成作图误差。
本实验用一个弹簧测力计也可以完成,具体操作如下: (1)把两条细绳套中的一条细绳套与弹簧测力计连接,另一 条细绳套用手直接抓住,然后同时拉这两条细绳套,使
这时弹簧测力计的示数可从图中读出。
图实-3-2 (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)在如图实-3-2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。
[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。
去掉细绳套后,再将所标点与O点连接,即可确定力的 方向。
(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)在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要
相同。
(5)在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方
向。弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于
行四边形定则。
(1)使用弹簧测力计前,要先观察指针是否指在零刻度处,
若指针不在零刻度处,要设法调整指针,使之指在零刻 度处。再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方 向拉,如果两个示数相同方可使用。 (2)细绳套应适当长一些,便于确定力的方向。端用铅笔画一个点,
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,应该将橡皮条和绳的
结点沿相同方向拉到________位置(填“同一”或“不同”)。
(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.用两个弹簧秤通过细绳拉橡皮条时,拉力间的角度
要小一些
B.弹簧秤、细绳、橡皮条要尽量与木板平行 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.标记同一细绳方向的两点要远些
实验理论指导 实验三
验证力
的平行 考情案例导析
四边形
定则 知能演练提升
(1)掌握弹簧测力计的正确使用方法。
(2)验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则。
使一个力F′和两个力F1、F2都让同一条一端固定的橡 皮条伸长到某点,即它们的作用效果相同,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,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 大小和方向是否都相同。
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