人教版高中物理必修一第5讲 实验三　验证力的平行四边形定则.ppt

第5讲 实验三 验证力的平行四边形定则,1.实验目的、原理、器材、步骤,拓展创新实验,抓住二个要求,备选视频展台,2.误差分析 注意事项,1.对实验原理及实验过程的考查,2.创新设计实验,聚焦一个热点,随堂 基础演练,第二章 相互作用 备选多媒体展台 1.桌面微小形变的观察 2.小桌微小形变演示实验 3.弹簧的形变与弹力 4.静摩擦力与滑动摩擦力 5.人走路时所受静摩擦力的分析 6.骑自行车时静摩擦力的分析 7.力的合成实验演示 8.力的合成实验模拟 9.合力与两个分力变化关系的演示 10.共点力的概念 11.两共点力的合成 12.验证“平行四边形定则” 13.力的分解（二绳挂重物） 14.力的分解(斜拉放在水平面上的物体) 15.力的分解（三角架挂重物） 16.力的分解（物体置于斜面上） 17.矢量求和的三角形法则 18.矢量差的判断, 01抓住二个要求, 01抓住二个要求,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f就越大，所以实验中不要把f1、f2间的夹角取得太大, 01抓住二个要求,【误差分析 】, 01抓住二个要求,本栏内容 结束,【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60100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.,【典例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 (1)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),02聚焦一个热点,ce,审题视角 结合实验过程及注意点分析.,02聚焦一个热点,(2)“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 图乙中的f与f两力中，方向一定沿ao方向的是_ 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,f,b,02聚焦一个热点,bc,(3)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1和2，关于f1、f2与f、1和2关系正确的有_ af14 n bf12 n c145 d12,转 解析,02聚焦一个热点,解析 (1)两细绳套不要太短，但是不一定要等长，选项a错误；橡皮条与两绳夹角的平分线是否在同一直线上，由两分力的大小和方向决定，选项b错误；用弹簧秤拉细绳套时，弹簧秤与木板平面必须平行，选项c正确；验证力的平行四边形定则实验中，测量分力大小的两个弹簧秤的读数不一定要相等，选项d错误；在同一次实验中，需要保持f1和f2的作用效果与合力f的作用效果相同，所以选项e正确，本题答案为ce.,(2)f是利用一个弹簧秤将橡皮条拉到结点o位置的力，f是利用平行四边形定则作出的与f作用效果相同的两个分力f1和f2的合力，所以沿ao方向的力一定是f. 本实验中，需要保证单个拉力的作用效果与两 个拉力的作用效果相同，即采用了等效替代法,(3)以f1和f2为邻边作平行四边形,如图示,其对角线表示合力f，由图可知，f14 n，f12 n，145，12，所以选项bc正确 答案 (1)ce (2)f b (3)bc,02聚焦一个热点,【借题发挥 】,实验过程应注意 (1)结点o 定位o点时要力求准确 同一次实验中橡皮条拉长后的o点必须保持不变 (2)拉力 用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向 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 两个分力f1、f2间的夹角不要太大或太小 (3)作图 在同一次实验中，选定的比例要相同 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,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,【变式跟踪1】 (2013海口模拟)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，如左图所示这时弹簧测力计的读数可从图中读出 (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)在右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,02聚焦一个热点,2.50,4.00,放/缩,画力的图示,显示解析,02聚焦一个热点,点击回 例题,03拓展创新实验,【典例2】 (2011江苏卷，10)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_ (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)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,点击转 解析,3.6,d,点击回 例题,03拓展创新实验,03拓展创新实验,深刻理解实验原理，实现实验方法的迁移 实验原理是实验的核心和灵魂，实验方法、实验步骤、仪器的选择、数据的处理等一切实验的问题都是围绕实验原理展开的，深刻理解实验原理是形成设计实验的能力的基础 只要弄懂了实验原理，实验操作过程中的一些规定、注意事项就变成了易于理解掌握的知识，完成相同的实验，可以有不同的实验方法前面的例题就是用三个共点力平衡的装置来验证平行四边形定则,【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： (1)改变钩码个数，实验能完成的是( ) a钩码的个数n1n22，n34 b钩码的个数n1n33，n24 c钩码的个数n1n2n34 d钩码的个数n13，n24，n35,审题导析 1.受实验装置的限制oa与ob拉力方向不可能竖直向上，a错. 2.由分力与合力的大小关系知，b正确.oa、ob、oc互成1200角时，可满足c项；d项条件满足勾股定理，d正确.,03拓展创新实验,(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，你认为图中_是正确的(填“甲”或“乙”),解析 (1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|f1f2|f3f1f2，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 答案 (1)bcd (2)a (3)甲,甲,解析/显隐,本栏内容 结束,03拓展创新实验,本栏内容 结束,预测高考命题视角 以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现扩展性、开放性、探究性等特点. 视角1 考查对实验原理的理解、实验方法的迁移（如典例2及变式跟踪2） 视角2 实验器材的改进 用橡皮筋 替代 弹簧秤 三个相同的