一轮复习 实验三 验证力的平行四边形定则课件课件

创新实验评析
【范例】(2013·衡阳模拟)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：
经典例题展示
考点1 对实验原理、实验误差的考查 例1 (2010·高考天津卷)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
【解析】 (1)实验对两次拉伸橡皮条的要求是两次拉伸橡皮 条的作用效果要相同，故选项B、D正确． (2)要减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都必须与木板平 行．用两弹簧秤同时拉细绳时，弹簧秤的示数之差适当大些 即可，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要 远些，故B、D正确． 【答案】 (1)BD (2)BD
5．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． 6．用两个弹簧测力计勾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°到100°之间为宜． 拓展创新 (1)拉力在水平面内改为在竖直平面内做实验，更容易使弹簧 拉力在同一平面内； (2)弹簧秤用力传感器取代，可避免摩擦的影响，使读数更方 便、精确．
伸长量x(10－2m) 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42
用作图法求得该弹簧的劲度系数k＝__________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， 请在图中画出这两个共点力的合力F合；
实验三 验证力的平行四边形 定则
本节目录
知能优化演练 创新实验评析 经典例题展示 基础理论储备
基础理论储备
实验目的 验证力的平行四边形定则． 实验原理 一个力F′的作用效果与两个共点力F1和F2的共同作用效果都 是把橡皮条拉伸到某点，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′和F是否大小相等，方向相同．如果在误差范围内， F′和F相同，那么力的平行四边形定则就正确．
(1)根据表格，A传感器对应的是表中力__________(选填“F1” 或“F2”)．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 【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＝F1sinθ，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．
实验器材 方木板、白纸，弹簧测力计即弹簧秤(两只)、三角板、刻度 尺、图钉(几个)、细芯铅笔、橡皮条、细绳套(两个)． 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．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度拉橡皮条， 将结点拉到某一位置O，如图，记录两弹簧测力计的读数，用 铅笔描下O点的位置及此时两条细绳套的方向． 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测力计的读数F1、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，即为合力F的图示． 5．只用一只弹簧测力计钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同 样位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺从 O点按选定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．
考点2 实验数据的处理 例2 (2012·高考浙江卷)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：
弹力F(N)
0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
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 580 … 1.002 …
F2 －0.868 －0.291 … 0.865 …
θ
30°
60° … 150° …
(3)由图得到F合＝__________N.
【解析】 (1)描点作图如图所示．
图象的斜率为弹簧的劲度系数 k＝6.5－3.50－×010－2 N/m＝ 54 N/m.
(2)读数精确到0.1 N，读数时要估读到0.01 N，读为2.10 N. (3)经测量合力F合＝3.3 N. 【答案】 (1)见解析 (2)2.10(说明：有效数字位数正确,±0.02内都可) 作图见解析 (3)3.3(说明：±0.2内都可)
注意事项 1．不要直接以橡皮条端点为结点，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．在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相 同．(保证作用效果相同) 3．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，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力 计读数有无变化． 4．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点连直线确定力的方向．
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、F2的大小和夹角，重复实验两次．
误差分析 1．弹簧测力计使用前没调零会造成系统误差． 2．使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、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. 3．两次测量拉力时，橡皮条的结点O没有拉到同一点会造成 偶然误差． 4．读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录， 两力的对边一定要平行，否则会造成误差． 5．在应用平行四边形定则作图时，F1、F2及合力F作图不准 确会造成偶然误差．
【答案】 (1)F1 0.05 (2)C 【创新评析】 本实验属实验仪器的创新，用传感器测力更 方便、更精确．