高考物理新一轮复习 实验专题 探究求合力的方法课件.ppt

实验三探究求合力的方法 第二章相互作用 实验目的1 探究互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则 2 培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力 实验原理等效思想 使一个力f 的作用效果和两个力f1和f2的作用效果相同 就是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点o 即伸长量相同 所以f 为f1和f2的合力 作出力f 的图示 再根据平行四边形定则作出力f1和f2的合力f的图示 比较f f 在实验误差允许的范围内是否大小相等 方向相同 实验器材方木板 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 实验步骤1 用图钉把白纸钉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点的位置和两条细绳套的方向 并记录弹簧测力计的读数 注意在使用弹簧测力计的时候 要使它的弹簧与木板平面平行 4 用铅笔和刻度尺从力的作用点 位置o 沿着两绳套的方向画直线 按选定的标度作这两只弹簧测力计的拉力f1和f2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 即为合力f的图示 5 只用一个弹簧测力计 通过细绳把橡皮条的结点拉到同一位置o 读出弹簧测力计的示数 记下细绳的方向 按同一标度作出这个力f 的图示 6 比较力f 与用平行四边形定则求得的合力f的大小和方向 在实验误差允许的范围内看它们是否相等 7 改变两个分力的大小和夹角 再做两次实验 误差分析1 弹簧测力计本身的误差 2 读数误差和作图误差 注意事项1 在同一次实验中 使橡皮条拉长时 结点o位置一定要相同 2 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 90 之间为宜 3 读数时应注意使弹簧测力计与木板平行 并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上 避免弹簧测力计的外壳和弹簧测力计的限位孔之间有摩擦 读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度 在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下 拉力的数值尽量大些 4 细绳套应适当长一些 便于确定力的方向 不要直接沿细绳套的方向画直线 应在细绳套末端用铅笔画一个点 去掉细绳套后 再将所标点与o点连接 即可确定力的方向 5 在同一次实验中 画力的图示所选定的标度要相同 并且要恰当选取标度 使所作力的图示稍大一些 拓展创新1 拉力在水平面内改为在竖直平面内做实验 更容易使弹簧拉力在同一平面内 2 弹簧测力计用力传感器取代 可避免摩擦的影响 使读数更方便 精确 对实验原理和方法的考查 验证力的平行四边形定则 的实验如图甲所示 其中a为固定橡皮筋的图钉 o为橡皮筋与细绳的结点 ob和oc为细绳 图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图 1 图乙中的 是力f1和f2的合力的理论值 是力f1和f2的合力的实际测量值 2 在实验中 如果将细绳也换成橡皮筋 那么实验结果是否会发生变化 答 填 变 或 不变 f f 不变 3 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 解析 1 用平行四边形定则作图得到的是实验的理论值 即f 直接测量得到的是实际测量值 即f 2 细绳的作用是对结点o施加不同方向的拉力f1 f2 如果换用橡皮筋 结果是一样的 3 力的合成与分解使用的是等效替代法 b正确 b 对实验数据处理的考查 2014 包头一中高三月考 将橡皮筋的一端固定在a点 另一端拴上两根细绳 每根细绳分别连着一个量程为5n 最小刻度为0 1n的弹簧测力计 沿着两个不同的方向拉弹簧测力计 当橡皮筋的活动端拉到o点时 两根细绳相互垂直 如图甲所示 这时弹簧测力计的读数可从图中读出 甲乙 1 由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 n和 n 2 在如图乙所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力 解析 1 弹簧测力计的最小刻度为0 1n 读数时应估读一位 所以读数分别为2 50n和4 00n 2 取一个小方格的边长表示0 50n 作出两个力及它们的合力如图所示 2 50 4 00 答案 2 见解析 范例如图所示 某实验小组同学利用dis实验装置研究支架上力的分解 a b为两个相同的双向力传感器 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连接质量不计的细绳 可沿固定的板做圆弧形移动 b固定不动 通过光滑铰链连接长0 3m的杆 将细绳连接在杆右端o点构成支架 保持杆在水平方向 按如下步骤操作 测量绳子与水平杆的夹角 aob 对两个传感器进行调零 用另一根绳在o点悬挂一个钩码 记录两个传感器的读数 取下钩码 移动传感器a改变 角重复上述实验步骤 得到表格 1 根据表格 a传感器对应的是表中力 选填 f1 或 f2 钩码质量为 kg 保留1位有效数字 2 本实验中多次对传感器进行调零 对此操作说明正确的是 a 因为事先忘记调零b 何时调零对实验结果没有影响c 为了消除横杆自身重力对结果的影响d 可以完全消除实验的误差 f1 0 05 c 解析 1 a传感器中的力均为正值 故a传感器对应的是表中力f1 平