高考物理一轮复习 实验3 验证力的平行四边形定则课件.ppt

实验三验证力的平行四边形定则 误差分析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 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60 120 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 热点一对实验原理及误差分析的考查 典例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 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b正确 两弹簧测力计示数之差的大小对实验没有影响 故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d正确 答案 1 同一 2 bd 跟踪短训 1 对于 验证力的平行四形定则 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越大 所以实验中不能把夹角取得太大 a错 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对 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 由于我们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 热点二实验过程及数据处理1 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 2 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 典例2 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 2 验证力的平行四边形定则 的实验情况如图1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1 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 3 某同学在坐标纸上画出了如图2所示的两个已知力f1和f2 图中小正方形的边长表示2n 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 a f1 4nb f 12nc 1 45 d 1 2 图2 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 即拉到同一位置 所以选项e正确 答案为c e 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 答案 1 ce 2 f b 3 bc 跟踪短训 2 2012 浙江卷 22 在 探究求合力的方法 实验中 现有木板 白纸 图钉 橡皮筋 细绳套和一把弹簧秤 1 为完成实验 某同学另找来一根弹簧 先测量其劲度系数 得到的实验数据如下表 根据表中数据在图3中作出f x图象并求得该弹簧的劲度系数k n m 图3 2 某次实验中 弹簧秤的指针位置如图4所示 其读数为 n 同时利用 1 中结果获得弹簧上的弹力值为2 50n 请在下列虚线框中画出这两个共点力的合力f合 图4 3 由图得到f合 n 答案 1 见解析图53 说明 2范围内都可 2 2 10 说明 有效数字位数正确 0 02范围内都可 见解析图 3 3 3 说明 0 02范围内都可 探究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 体现拓展性 开放性 探究性等特点 典例3 有同学利用如图5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n1 n2 2 n3 4b 钩码的个数n1 n3 3 n2 4c 钩码的个数n1 n2 n3 4d 钩码的个数n1 3 n2 4 n3 5 图5 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6中 是正确的 填 甲 或 乙 图6 解析 1 实验中的分力与合力的关系必须满足 f1 f2 f3 f1 f2 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 探究跟踪 如图7所示 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 另一端与第三条橡皮筋连接 结点为o 将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物 图7 1 为完成该实验 下述操作中不需要的是 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