2016导与练第5课时实验二验证力的平行四边形定则.ppt

第5课时 实验二:验证力的平行四边形定则,实验基础,热点透析,实验创新,素能提升,实验基础 固本求源 提高技能,原理与操作,处理与分析,一、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,按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,作平行四边形,过O点画对角线即为合力F的图示. 2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一个弹簧测力计的拉力F的图示. 二、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.,三、注意事项 1.位置不变 同一次实验中橡皮条拉长后的结点O必须保持不变. 2.拉力 (1)细绳应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳方向画直线,应在细绳两端画两个射影点.取掉细绳后,连直线确定力的方向. (2)应尽量使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内. (3)弹簧测力计数据尽量大些,读数时眼睛要正视,要按有效数字正确读数和记录.,3.作图 (1)在同一次实验中,选定的比例要相同. (2)两分力夹角不能太大或太小,作图时两力与对边一定要平行.,四、创新改进 根据误差来源、改变测量工具、巧用实验原理 实验误差的大小是本实验成功与否的关键,最近几年内关于这部分高考题大多是巧用实验原理,围绕误差来源和实验操作的注意事项,从改变测量工具方面命题.例如:2014年江苏卷的实验题中,就要求“对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项”;2012年浙江理综的实验题中,改变测量工具进行实验,巧用实验原理处理实验数据,如图1、图2所示.,热点透析 追踪热点 拓宽思路,实验原理及操作技巧,热点一,【例1】 在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条. (1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,应该将橡皮条和绳的结点沿相同方向拉到 位置(填“同一”或“不同”).,(2)同学们在操作过程中有如下讨论,其中对减小实验误差有益的说法是 (填字母代号). A.用两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时,拉力间的角度要小一些 B.弹簧测力计、细绳、橡皮条要尽量与木板平行 C.用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能小 D.标记同一细绳方向的两点要远些 思路点拨: (1)两分力的作用效果与合力的作用效果是等效替代关系. (2)两分力间夹角要合适,以便作图时布满整个纸张.,解析: (1)只有拉到同一位置时,两次的作用效果才能相同. (2)用两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时,两力间的角度应较大一些,便于实验结果更准确,故选项A错误;弹簧测力计、细绳、橡皮条要尽量与木板平行,如果不平行会导致在木板上画出的力的图示与实际不符,故选项B正确;两弹簧测力计示数之差的大小对实验没有影响,故选项C错误;标记同一细绳方向的两点比较近时,所画直线的方向误差就较大,故选项D正确. 答案: (1)同一 (2)BD,方法技巧 操作不忘“三”“二”“一” 用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和结点O的位置),用一个弹簧测力计拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧测力计示数和细绳方向)及“一注意”(结点O的位置必须在同一位置).,实验数据处理方法,热点二,【例2】 (2014江苏卷)小明通过实验验证力的平行四边形定则.,(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响. 实验装置如图2所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹.,两次实验记录的轨迹如图3所示.过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为 .,(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些?(填写选项前的字母)( ) A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比 B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长 C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大 D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大 (4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项. 思路点拨: (1)作图时选适当的标度,作出的平行四边形尽可能大.(2)在a、b两点时,结点N受到完全相同的三个力的作用.,(3)橡皮筋的形变量和所受到的力有关,选项A错误;从图上看,第2次运动轨迹远离O点,橡皮筋第2次的形变量大,选项B正确;两次拉伸到相同长度,第2次对应的力小,选项C错误;拉力越大,由题图3可得橡皮筋两次的长度差越大,故选项D正确. (4)注意选取橡皮筋的技巧:一要新;二要弹性好;三不要超过弹性限度.故拉力不应该太大;橡皮筋不能太长;选用弹性较好的橡皮筋. 答案: (1)见解析(F合=4.64.9 N都算对) (2)Fa=Fb (3)BD (4)橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋(或:拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的弹簧),方法技巧 在同一实验中,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.,实验创新 瞻新动向 探新类题,改变测量工具 巧用实验原理,【典例】在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计. (1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如表:,用作图法求得该弹簧的劲度系数k= N/m;,(2)弹簧测力计的读数为2.10 N,利用作图法作出合力的图示,如图(乙)所示.,(甲),(乙),(3)由(2)中图示可得F合=3.3 N. 答案: (1)图见解析 53(5155均可) (2)2.10(2.082.12均可) 图见解析 (3)3.3(3.13.5均可),命题创新,以本实验为背景,以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件,或通过改变实验条件、实验仪器设置题目. 命题动向1:考查对实验原理的理解、实验方法的迁移 命题动向2:实验器材的改进 (1)用传感器测力大小. (2)钩码和滑轮的组合取代弹簧测力计. (3)用橡皮筋取代弹簧测力计. 三个相同的橡皮筋,可将三个橡皮筋系于一点,互成角度地将它们拉长,记下各自的拉力方向,伸长后的长度,并测出原长,根据伸长量确定三个拉力的大小关系.,素能提升 模拟实验 操作演练,1.对于“验证力的平行四边形定则”的实验,某同学有以下认识: A.实验中两个分力的夹角取得越大越好 B.细绳以及弹簧测力计所在平面必须与木板平行 C.拉橡皮条的细绳要长些,用铅笔画出两个定点的位置时,应使这两个点的距离尽量远些 D.作图要用细芯铅笔,图的比例要尽量大些,要用严格的几何作图法作出平行四边形,图旁要画出表示力的比例线段,且注明每个力的大小和方向 以上操作可以减小误差的是 .,解析:如果两个分力夹角太大,则合力很小,用平行四边形作图法得出的合力的误差也较大,所以实验中不能把夹角取得太大,A错误;为了减小摩擦,橡皮条、细绳、弹簧测力计应在同一平面内,且弹簧测力计的方向要与拉力的方向保持在一条直线上,以免挂钩与弹簧测力计之间产生摩擦,B正确;为了减小力的方向的误差,橡皮条的细绳要长些,标记方向时所画的两个点的距离要尽量远些,C正确;由于画力的图示时总是有一定的误差,为了减小画图时产生的误差,要用细芯铅笔,画的图要适当大一些,而且每个力都不应该太小,所以D正确. 答案:BCD,2.(2015包钢一中月考)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,将橡皮条的另一端系两根细绳,细绳的另一端都有绳套.先用一个弹簧测力计钩住绳套,拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置;再用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条.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.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行 D.在用两弹簧测力计同时拉细绳时要注意使两个弹簧测力计的读数相等 E.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧测力计拉时记下的位置 其中正确的是 .(填入相应的字母),解析: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的同一平面内.