实验：验证力的平行四边形定则.ppt

第二单单元 实验实验 与探究 第6课课 实验实验 ：验证验证 力的平行四边边形定则则 第二章 研究物体间的相互 作用 1当两个力共同作用使橡皮条伸长到_， 一个力作用也使橡皮条伸长到_，这个力就是前 两个力的合力 2借助刻度尺对两个力作力的_，借助刻 度尺和_作出这两个力的合力的_；其对 角线与单独作用的一个力进行比较，从而判断作出的合 力与单独作用的力是否相一致 某一位置 相同位置 图示 三角板 图示 1明确实验原理 实验是要用互成角度的两个力与另一个力产生相同的效果( 即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度)，按其用平行四边形 定则求出的合力与另一个单独的力比较是否在实验误差允许范 围内相等，如果相等，就验证了力的合成的平行四边形定则 2明确实验器材 需要的器材：方木板、橡皮筋(带细绳套)、 白纸、图钉、刻度尺、三角板、弹簧秤 3掌握实验步骤与收集数据、分析与确定结论 (1)如图所示，把方木板平放 在桌面上，用图钉把白纸钉在方木 板上，再用图钉把橡皮条的一端固 定在A点，在橡皮条的另一端拴上 两条细绳套 (2)用两个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，用铅笔描下O点的位置和 两条细绳的方向，同时记录两弹簧秤的示数(经常考) (3)用铅笔和直尺从力的作用点(位置O)沿着两条细绳的 方向画直线，按选定的标度作出两个力的图示，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 边形的对角线，作出合力F的图示 (4)只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到同 样位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向，用刻度尺从O点 按同样的标度沿记录的方向作出弹簧秤的拉力F的图示 (5)改变两个力F1、F2的大小和夹角，再重复做两次实验 ，把实验数据填入下表. 次 数 力 F1/N 力 F2/N 合力F/N (图解值) 合力F/N (测量值) F与F/夹角 (方向偏差) 1 2 3 (6)根据表中的数据，通过比较力F与F的大小和方向，得 出结论：在误差允许的范围内，F和F的大小相等，方向相同 4注意事项 (1)使用弹簧秤的注意事项 被测力不能超过弹簧秤的量程 被测力的方向要与弹簧秤轴线方向一致 读数时应正对平视 测量时，除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值外， 还要估读一位 (2)“验证力的平行四边形定则”实验中的注意事项 在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性 限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差 弹簧秤要求与被拉的细绳套在一直线上，且与板面平行 ，拉动时弹簧与外壳要避免摩擦 画出图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些 ，但也不要太大而画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图 法作出合力 在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同 由作图法得到的F和实际测量得到的F不可能完全符合 ，但在误差允许的范围内可以认为F和F符合即可 5误差来源分析 本实验误差的主要来源除弹簧秤本身的误差外，还出现读 数误差，因此读数据时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读 数和记录，两力的对边一定要平行两个分力F1和F2间的夹角 越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差F也越大，所以 实验中不要把取得太大本实验允许的误差范围是：力的大小 F5%F，F和F的夹角7，对于F0、0和F 5%F、7的情况都要分析原因 实验原理和步骤的考查 做“验证力的平行四边形定则”的实验中，实验步 骤如下： (1)把木板平放在桌面上，再用图钉把白纸钉在木板上 (2)用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，另一端拴上 两个细绳套 (3)用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条， 使结点到达某一位置O；记下两弹簧秤的读数F1和F2，描下橡 皮条和两个细绳的方向 (4)在白纸上按选定的_作出两个力F1和F2的图示 ，并以F1和F2为邻边利用三角板和刻度尺_，过O 点_，作为F1和F2的合力F. (5)_，记下弹簧秤的 读数F和细绳的方向，按上面选定的_作出力F的 图示 (6)比较F和F的大小和方向，并得出结论 请完成上面的填充 审题突破：本题考查验证力的平行四边形定则的实验操 作能力，必须知道既要通过实验测出所需要的力，同时又要 作测得的力的图示，由图示确立实验结论 解析：无论是采用两个弹簧秤还是一个弹簧秤，把结点 拉至同一个位置是实验原理所决定的，要特别注意；“选定 标度”作力的图示是本实验的重要标志；作出的平行四边形 中每条边所表示的物理意义是本实验获得正确结论的条件 答案：(4)标度 作平行四边形 作对角线 (5)只用一 个弹簧秤把结点拉至同一位置 标度 方法点窍：理解实验原理和实验过程中每一步的设 计原则是正确完成实验的前提，本实验中的许多知识同学 们都要在亲手实验的基础上通过记忆进行学习，没有什么 特别的捷径. 数据处理与误差分析 某同学在做“验证力的平行四边 形定则”实验中，他用两个弹簧秤互成一 个角度把结点拉到位置O后记下两弹簧秤 的读数F14 N和F23 N及相应方向标在 如图所示的图纸中，接着又用单独一个弹簧秤把结点拉到 位置O后得到的弹簧秤的读数F5 N及相应方向标在如图 所示的图纸中 (1)请你用直角三角板和刻度尺按图的标度作出F1、F2 的合力F. (2)根据你作得的图象下一个结论，并说明主要是什么 情况引起了误差_ _ 审题突破：本题考查数据处理能力与误差分析能力， 只要根据图中的标度准确画好各个力的图示，再熟练使用直 角三角板和刻度尺把F1与F2两个力的合力画好，就能下好结 论，对于误差，主要是系统误差 解析：根据图中的标度约5 mm， 对每个力作好图示，F1有4段，F2有3段； F有5段再用直角三角板与刻度尺配合 作出力F1、F2的合力F，再用同一标度 对其段数进行确定，如图所示，最后下 结论：在误差允许的范围内，力的平行四边形定则成立而由 图象看到实验还是存在误差的，主要来自仪器本身的误差，操 作及读数的误差，还有作图时存在的误差等 答案：(1)见解析中的图 (2)在误差允许的范围内， 力的平行四边形定则成立实验误差主要来自仪器本身的 误差，操作及读数的误差，还有作图时存在的误差等 方法点窍：一定要统一标度.作图时刻度要尽可能准确， 要用三角板与刻度尺配合用平行四边形定则作图.这样得到F1 、F2的合力F与实际的拉力就较接近，误差较小。 随堂训练 关于“验证力的平行四边形定则”实验，下列叙述中错 误的是( ) A同一次实验，结点的位置必须都拉到同一位置O点， 不能随意变动 B用两只弹簧秤拉橡皮条时，应使