高三物理高一物理实验验证力的平行四边形定则.ppt

1,实验：验证力的平行四边形定则,相互作用 物体的平衡,2,一、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.,3,2.实验原理 等效法：两个力F1、F2共同作用使橡皮条伸长到结点O，单独一个力F作用也使橡皮条伸长到结点O，这一个力F就是前两个力F1和F2的合力.作出F的图示，再根据 作出F1和F2的合力F的图示，比较F和F的大小和方向是否相同.,平行四边形定则,4,3.实验器材 方木板、白纸、弹簧秤(两只)、 、细绳套(两个)、三角板、 、图钉若干、细芯铅笔. 4.实验步骤,橡皮条,刻度尺,5,(1)用图钉把白纸固定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)用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，记录 ，用铅笔描下 及此时 的方向.,两弹簧秤的读数,O点位置,两条细绳套,6,(4)用铅笔和刻度尺从O点沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数F1和F2的图示，以 用铅笔及刻度尺作平行四边形，两邻边所夹的对角线即为合力F的图示.,F1、F2为邻边,7,(5)只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同一位置O.记下此时 及 ，用刻度尺按同样的标度作出F的图示. (6)比较F与F的大小和方向. (7)改变F1、F2的大小和夹角，重复做两次实验，得出结论.,弹簧秤的示数F,细绳的方向,8,二、探究弹力和弹簧伸长的关系 1.实验目的 (1)探究弹力和弹簧伸长量的定量关系； (2)学会使用列表法、图象法、函数法处理实验数据.,9,2.实验原理 在竖直悬挂的轻弹簧下端悬挂砝码，平衡时弹力大小等于 ，用刻度尺量出弹簧的 ，改变砝码数量，重复上面实验，就可以定量地找出弹力与伸长量之间的关系. 3.实验器材 弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、 .,砝码的重力,伸长量,坐标纸,10,4.实验步骤 (1)如图，将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时 的长度l0，即原长. (2)在弹簧下端挂钩码，测出弹簧总长度l，计算出弹簧的伸长量x和钩码的重力mg. (3)改变(增加)钩码数量依 次测出弹簧长度和钩码总重 力，列表记录.,11,(4)以弹力F(大小等于 )为纵坐标，以 为横坐标建立坐标系，根据所测数据描点，拟合各点，得出弹力F和弹簧伸长量x的图线. (5)以 为自变量，写出曲线所代表的函数.首先尝试一次函数，如果不行再考虑二次函数. (6)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义.,所挂钩码的重力,弹簧伸长量x,弹簧伸长量,12,一、“验证力的平行四边形定则”实验有哪些要求？ 1.正确使用弹簧秤 (1)弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤调零后互钩水平对拉，若两只弹簧秤在对拉过程中，读数相同则可选. (2)弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用.,13,(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(无法校正的要记录下零误差). (4)使用时弹簧的伸长方向和所测拉力方向要一致，弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦. (5)读数时应正对、平视刻度.,14,2.注意事项 (1)在本实验中，以橡皮条的伸长(结点到达某一位置)来衡量力的作用效果，因此，在同一次实验中应使两种情况下结点达到同一位置. (2)在不超过弹簧秤的量程和橡皮条形变不超过其弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些. (3)画力的图示时，标度的选取应恰当，并且要相同，要严格按几何作图法求合力，同时还要把力的图示作得稍大一些.,15,3.数据处理及误差分析 本实验的主要误差来源于读数、作图，此外还有弹簧秤本身的误差.读数时眼睛一定要正对刻度，按有效数字记录示数，作图时要准确，两个分力F1、F2间夹角不能太大或太小，以60100为宜，要按实验的要求进行操作、读数、作图，即使存在误差，也是正常的.,16,二、“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中有哪些注意事项？ 1.所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度，要注意观察，适可而止. 2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀，这样作出的图线更精确.,17,3.每次增减砝码测有关长度时，均需保证弹簧及砝码不上下振动而处于静止状态. 4.测量有关长度时，应区别弹簧原长l0，实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系. 5.描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧. 6.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.,18,1.验证力的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”的实验中，其中的三个实验步骤如下： (1)在水平放置的木板上垫一张白纸，用图钉固定，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2.,19,(2)在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F. (3)只用一只测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两测力计拉时相同，记下此时测力计的读数F和细绳的方向.、以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出： (1)中是 (2)中是 (3)中是 。,20,【答案】 步骤(1)中未记下细线的方向. 步骤(2)中除F1、F2的大小之外，还应根据F1、F2的方向才能准确作图. 步骤(3)中应将橡皮条与线的结点拉至原位置O点.,21,将下述实验步骤按正确顺序排列应是 . (1)在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示，根据平行四边形定则作图求出合力F. (2)只用一只测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置. (3)记下两测力计读数，描出两细绳的方向.,(4)(3)(1)(2)(5)(6),22,(4)在水平放置的木板上，垫一张白纸，用图钉固定，把橡皮条的一端固定在板上P点，用两条细绳连接在橡皮条的另一端，通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与细绳的连接点到达某一位置，并记下此位置.,23,(5)记下测力计的读数F和细绳方向，按同一比例做出这个力的图示.比较这个实测合力F和按平行四边形法则求出的合力F，看它们的大小和方向是否相同. (6)改变两测力计拉力的大小和方向，重做两次实验，从实验中得出结论.,24,2.验证力的平行四边形定则实验方法的拓展和迁移 （2009山东）请完成以下两小题. 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3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.,25,(1)为完成实验，下述操作中必需的是 . 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 .,bcd,更换不同质量的小重物,26,3.探究弹力和弹