高考物理总复习实验3验证力的平行四边形定则市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

试验三验证力平行四边形定则1/302/301．试验原理等效思想：使一个力F′作用效果和两个力F1和F2作用效果相同，就是使同一条一端固定橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，所以F′为F1和F2协力，作出力F′图示，再依据平行四边形定则作出力F1和F2协力F图示，比较F，F′在试验误差允许范围内是否大小相等、方向相同．2．试验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉、铅笔．试验要求3/303．试验步骤(1)用图钉把白纸钉在水平桌面方木板上．(2)用图钉把橡皮条一端固定在A点，橡皮条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，使橡皮条伸长到某一位置O.用铅笔描下O点位置和两条细绳套方向，并统计弹簧测力计读数．注意在使用弹簧测力计时候，要使它弹簧与木板平面平行．4/30(4)用铅笔和刻度尺从力作用点(位置O)沿着两绳套方向画直线，按选定标度作这两只弹簧测力计拉力F1和F2图示，以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形，过O点画平行四边形对角线，即为协力F图示．(5)只用一个弹簧测力计，经过细绳把橡皮条结点拉到同一位置O.读出弹簧测力计示数，记下细绳方向，按同一标度作出这个力F′图示．(6)比较力F′与用平行四边形定则求得协力F大小和方向，在试验误差允许范围内看它们是否相等．(7)改变两个分力大小和夹角，再做两次试验．5/301．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，按选定标度作出这两只弹簧测力计拉力F1和F2图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形对角线，此对角线即为协力F图示．(2)用刻度尺从O点按一样标度沿统计方向作出试验步骤(4)中弹簧测力计拉力F′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．方法规律6/302．注意事项(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挂钩钩在一起，向相反方向拉，假如两个示数相同方可使用．(2)试验中两个细绳套不要太短．(3)在同一次试验中，使橡皮条拉长时结点位置一定要相同．(4)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．7/30(5)在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计轴线方向．弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行同一平面内．要预防弹簧测力计卡壳以及弹簧测力计或橡皮条与纸面有摩擦．(6)在同一试验中，画力图示选定标度要相同，而且要恰当选定标度，使力图示稍大一些．8/303．误差分析(1)弹簧测力计本身不够准确造成系统误差．(2)弹簧测力计读数和作图不准造成偶然误差．9/30考点1试验数据处理和误差分析10/302．弹簧测力计读数方法(1)注意弹簧测力计最小格为0.1N.(2)弹簧测力计读数要符合有效数字要求，小数点后要有2位有效数字(除题目特殊要求外)．3．试验误差分析(1)理论值不一定沿橡皮条方向，但单个弹簧测力计拉力F′一定沿橡皮条方向．(2)读数不准和作图不准都可能使F与F′不完全重合．11/30例1(届四川资阳检测)某同学做“验证力平行四边形定则”试验中，主要步骤是：A．在桌上放一块放木板，在放木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在放木板上B．用图钉把橡皮条一端固定在板上A点，在橡皮条另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套C．用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条拉长，结点抵达某一位置O，统计下O点位置，读出两个弹簧秤示数12/30D．按选好标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧秤拉力F1和F2图示，并用平行四边形定则求出协力FE．只用一个弹簧秤，经过细绳套拉橡皮条使其伸长，让结点抵达O点位置，读出弹簧秤示数，记下细绳方向，按同一标度作出这个力F′图示F．比较力F′和F大小和方向，看它们是否相同，得出结论(1)上述步骤中有主要遗漏步骤序号是______．(2)遗漏内容分别是：_____________________________________.13/30(3)某同学在完成“验证力平行四边形定则”试验操作后得到以下数据，请选好标度在方框中作图完成该同学未完成试验处理．依据作图，可得出结论是：___________________________________________________________.14/30【答案】(1)C(2)没有标明两细绳方向(3)如图所表示在试验误范围内，理论协力F与实际协力F′相同15/30【解析】(1)(2)分析各步骤可知，C中只记下了拉力大小和结点位置，没有标明力方向；(3)如图所表示，选1.5cm表示1N，则以F1，F2为邻边作平行四边形，得出协力F，由图可知，在误差允许范围内，能够认为F与F′相同；故可得出结论：在试验误范围内，理论协力F与实际协力F′相同．16/301．试验器材创新(1)橡皮筋替换弹簧测力计．(2)橡皮筋弹力与其伸长量大小成正比，依据伸长量确定弹力大小关系．考点2试验拓展与创新17/302．试验原理创新两根橡皮筋共同作用效果与一根橡皮筋作用效果均与重物重力等大反向．还能够从以下两个方面创新：(1)使用力传感器——用力传感器确定各力大小，同时确定细绳中拉力方向，再结协力图示作图验证平行四边形定则．(2)钩码弹簧测力计．18/30例2如图所表示，某试验小组同学利用DIS试验装置研究支架上力分解．A，B为两个相同双向力传感器，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连接质量不计细绳，可沿固定板做圆弧形移动．B固定不动，经过光滑铰链连接长0.3m杆．将细绳连接在杆右端O点组成支架．保持杆在水平方向，按以下步骤操作：19/3020/30(1)依据表格，A传感器对应是表中力________(填“F1”或“F2”)．钩码质量为________kg(结果保留1位有效数字)．(2)本试验中屡次对传感器进行调零，对此操作说明正确是________．A．因为事先忘记调零B．何时调零对试验结果没有影响C．为了消除横杆本身重力对结果影响D．能够完全消除试验误差21/30思绪剖析：(1)传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负，A传感器能受到压力吗？(2)结点O受到哪些力处于平衡状态，选择表格中某组数据能够得到钩码质量．【答案】(1)F10.05(2)C【解析】(1)A传感器中力均为正值，故A传感器对应是表中力F1，平衡时，mg＝F1sinθ，当θ＝30°时，F1＝1.001N，可求得m＝0.05kg.(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目标是为了消除横杆本身重力对结果影响，故C选项正确．22/30热点题组一试验考查1．(届荆州模拟)验证“力平行四边形定则”试验如图甲所表示，A为固定橡皮筋图钉，O为橡皮筋与细绳结点，OB，OC为细绳，图乙是在白纸上依据试验结果画出图．图甲中弹簧测力计B读数为________N；图乙中F和F′两力中，方向一定沿OA方向是________；本试验采取科学方法是______.模拟精选·组合专练甲乙

23/30A．理想试验法 B．等效替换法C．控制变量法 D．建立物理模型法【答案】11.40FB【解析】弹簧测力计读数为11.40N，方向一定沿OA方向力为单独用一个弹簧测力计拉橡皮筋时拉力方向，即为F方向，本试验采取试验方法为等效替换法，故选项B正确．24/3025/3026/30(1)曲线Ⅱ中拉力最大时，C与P点距离为______cm