2011高三物理一轮复习精品课件：1.6 实验：验证力的的平行四边形定则

一、注意事项 在同一次实验中， 1．在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位 置一定要相同． 置一定要相同． 2．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， 橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以 60°～100°之间为宜． 60° 100°之间为宜． 3．在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内的 前提下，测量数据应尽量大一些． 前提下，测量数据应尽量大一些． 在同一次实验中， 5．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， 相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一 些．
4．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画 ．用铅笔和刻度尺从结点 沿两条细绳套方向画 直线， 直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数 F 1和F 2的图示，并以 F 1和F 2为邻边用刻度尺作平 的图示， 行四边形， 点画平行四边形的对角线， 行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角 点画平行四边形的对角线 线即为____F的图示 的图示． 线即为合力 的图示． 5．用刻度尺从 点按同样的标度沿记录的方向 ．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 的图示． 作出这只弹簧测力计的拉力 的图示． 6．比较一下，力F′与用平行四边形定则求出的 ．比较一下， 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 上是否相同． 合力 在______和____上是否相同． 7．改变两个力 1与F 2的大小和夹角，再重复实 的大小和夹角， ．改变两个力F 两次．四边形 解析】 定则，即要验证以两力为平行四边形的邻边， 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． 作平行四边形，其对角线是否和合力相符．本 题中结点受三个力， 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，故先测出各力的大小和方向， 个力等大反向，故先测出各力的大小和方向， 然后作出各力的图示， 然后作出各力的图示，以两边为邻边做平行四 边形， 边形，如果在实验误差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． 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、 各力的大小故需要记录橡皮筋原长、悬挂重物 后的长度以及记录悬挂重物后O点位置． 后的长度以及记录悬挂重物后O点位置．故应选 bcd.可以通过改变小重物改变各力的大小 可以通过改变小重物改变各力的大小． bcd.可以通过改变小重物改变各力的大小． 答案】 【答案】 (1)bcd (2)更换不同的小重物 更换不同的小重物
第6课时 实验：验证力的平行四边形定则 实验：
一、实验目的 平行四边形定则 验证互成角度的两个力合成时的_______________. 验证互成角度的两个力合成时的_______________. 二、实验原理 共同作用 _________效果与另一个力 如果使F1、F2的_________效果与另一个力F′的 作用效果 相同( __________相同 __________相同(橡皮条在某一方向伸长一定的长 度)，那么根据F1、F2用平行四边形定则求出的合 在实验误差允许范围内大小相等、 力F，应与F′在实验误差允许范围内大小相等、方 向相同． 向相同．
一、验证平行四边形定则实验的正确操作 在“验证力的平行四边形定则”的实验 验证力的平行四边形定则” 中， (1)其中的两个实验步骤分别是 其中的两个实验步骤分别是 A．在水平放置的方木板上固定一张白纸，用 ．在水平放置的方木板上固定一张白纸， 图钉把橡皮条的一端固定在方木板上， 图钉把橡皮条的一端固定在方木板上，另一端拴 上两个绳套，通过细绳同时用两个弹簧测力计( 上两个绳套，通过细绳同时用两个弹簧测力计 弹簧测力计与方木板平面平行)互成角度地拉橡 弹簧测力计与方木板平面平行 互成角度地拉橡 皮条，使它与细绳的结点到达某一位置O点 皮条，使它与细绳的结点到达某一位置 点，在 白纸上用铅笔记下O点的位置并读出两个弹簧测 白纸上用铅笔记下 点的位置并读出两个弹簧测 力计的示数F 力计的示数 1和F2.
采用三条橡皮筋和一个小重物验证平行四 边形定则,通过测量橡皮筋的原长， 边形定则,通过测量橡皮筋的原长，测量悬挂 重物后三条橡皮筋的长度， 重物后三条橡皮筋的长度，可以计算出三条 橡皮筋的伸长量， 橡皮筋的伸长量，利用胡克定律可计算出三 条橡皮筋中的弹力(由于三条橡皮筋相同， 条橡皮筋中的弹力(由于三条橡皮筋相同，可 设橡皮筋的劲度系数为某一值) 设橡皮筋的劲度系数为某一值)，在墙上作出 这三个力的图示， 这三个力的图示，看上面两条橡皮筋中弹力 的合力是否等于下面橡皮筋中的弹力． 的合力是否等于下面橡皮筋中的弹力．
二、理解实验原理、正确分析误差 理解实验原理、 如右图是甲、 如右图是甲、乙两位同 学在“验证力的平行四边形定则” 学在“验证力的平行四边形定则” 实验中所得到的实验结果，若用F 实验中所得到的实验结果，若用 表示两个分力F 的合力， 表示两个分力 1、F2的合力，用F′ 表示F 的等效力， 表示 1和F2的等效力，则可以判断 ________(填“甲”或“乙”)同学 填 同学 的实验结果是尊重事实的． 的实验结果是尊重事实的．
2．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互 ．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套， 成角度地拉橡皮条， 成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置 O，如右图所示，记录两弹簧测力计的读数， ，如右图所示，记录__________________， 用铅笔描下O点的位置及此时 点的位置及此时______________ 用铅笔描下 点的位置及此时 两细绳套的方向 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_____O， 的结点拉到同样的 位置 ，记下弹簧测力计的 ____和_____________ 读数和 细绳套的方向
解析】 【解析】 本题解答的焦点在F′的方向的确 定上．两位同学的实验结果都有误差， 定上．两位同学的实验结果都有误差，这是正 常的， 常的，但乙同学很明显在F′的方向的确定上违 背了实验的要求，作图是错误的． 背了实验的要求，作图是错误的． 由题设可知， 的合力， 由题设可知，F为F1和F2的合力，通过平行四 边形定则所得，而F′是F1和F2的等效力，即用 边形定则所得， 的等效力， 一个弹簧秤拉橡皮条时的拉力， 一个弹簧秤拉橡皮条时的拉力，显然F′的方向 与细绳应在同一直线上， 与细绳应在同一直线上，故甲同学是尊重事实 的． 答案】 【答案】 甲
(2)在某次实验中，两个弹簧秤的拉力F1、F2已 在某次实验中，两个弹簧秤的拉力 在某次实验中 在下图中画出，图中的方格每边长度表示2 ， 在下图中画出，图中的方格每边长度表示 N，O 点是橡皮条的结点， 点是橡皮条的结点，请用两个直角三角板严格作 出合力F的图示 的图示， 出合力 的图示，并求出合力的大小为 ________N.
【点评】 考查力的示意图是考查对实验原理的 点评】 深刻理解和误差分析．实际进行实验操作时， 深刻理解和误差分析．实际进行实验操作时，误 差往往无法避免，但不管怎样，应尊重事实， 差往往无法避免，但不管怎样，应尊重事实，本 题应从实验原理出发进行判断． 题应从实验原理出发进行判断．
年高考山东卷)某同 年高考山东卷 命题研究 (2009年高考山东卷 某同 学在家中尝试验证平行四边形定 他找到三条相同的橡皮筋( 则，他找到三条相同的橡皮筋 遵循胡克定律)和若干小重物 和若干小重物， 遵循胡克定律 和若干小重物， 以及刻度尺、三角板、铅笔、 以及刻度尺、三角板、铅笔、细 白纸、钉子， 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、 上 在墙上的两个钉子 、B上， 另一端与第三条橡皮筋连接， 另一端与第三条橡皮筋连接， 结点为O， 结点为 ，将第三条橡皮筋的另 一端通过细绳挂一重物． 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_____. 为完成该实验，下述操作中必需的是 为完成该实验 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 ．记录悬挂重物后结点 的位置 (2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条 钉子位置固定，欲利用现有器材， 钉子位置固定 件再次验证， 件再次验证，可采用的方法是
三、实验器材 方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只 两只)、 方木板一块、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( 两个)、 皮条、细绳套 两个 、三角板、刻度尺、图钉 几个)、细芯铅笔． 几个 、细芯铅笔． 四、实验步骤 1．用图钉把白纸钉在水平 ． 桌面上的方木板上． 桌面上的方木板上．并用图钉 把橡皮条的一端固定在A点 把橡皮条的一端固定在 点， 橡皮条的另一端拴上两个细绳 套
B．只用一个弹簧测力计，通过细绳拉橡皮条，使 ．只用一个弹簧测力计，通过细绳拉橡皮条， 它的伸长量与用两个弹簧测力计拉时相同， 它的伸长量与用两个弹簧测力计拉时相同，读出此 时弹簧测力计的示数F′和记下细绳的方向 和记下细绳的方向． 时弹簧测力计的示数 和记下细绳的方向． 请指出以上步骤中的错误或疏漏： 中是 请指出以上步骤中的错误或疏漏：A中是 ______________；B中是 中是________________． ； 中是 ．
【解析】 验证力的平行四边形定则时，要注 解析】 验证力的平行四边形定则时， 意保证两分力与合力的作用效果相同． 意保证两分力与合力的作用效果相同． (1)当用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条 (1)当用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条 ，使它与细绳的结点到达某一位置O点，在白纸 点的位置， 上用铅笔应记下O点的位置，读出两个弹簧测力 及此时两细绳的方向． 计的示数F1和F2及此时两细绳的方向． 当只用一个弹簧测力计拉时， 当只用一个弹簧测力计拉时，应使结点拉到同 样的位置O，并记下弹簧测力计的读数和细绳套 的方向． 的方向．
教材上采用一条橡皮筋和两个弹 簧秤验证平行四边形定则， 簧秤验证平行四边形定则，需要记录结点O的 位置、 位置、记录两个弹簧秤的读数和弹簧秤所拉 细绳套的方向， 细绳套的方向，而此题采用三条橡皮筋和一 个小重物验证平行四边形定则， 个小重物验证平行四边形定则，需要测量橡 皮筋的原长，测量悬挂重物后三条橡皮筋的 皮筋的原长， 长度， 的位置， 长度，记录悬挂重物后结点O的位置，属于教 材实验的创新拓展． 材实验的创新拓展．