高考物理大一轮复习 2.6实验探究 验证力的平行四边形定则课件 沪科版.ppt

实验探究 验证力的平行四边形定则 1 基础知识 2 典例剖析 4 创新实验 3 跟踪训练 5 真题演练 第二章相互作用 一 基础知识 1 基础知识 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 误差分析 本栏内容结束 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60 100 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 本栏内容结束 误差分析1 误差来源除弹簧测力计本身的误差外 还有读数误差 作图误差等 2 减小误差的力法 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 注意事项操作不忘 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 二 典例剖析 2 典例剖析 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 同一 bd 转解析 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 转原题 深刻理解实验原理 实现实验方法的迁移实验原理是实验的核心和灵魂 实验方法 实验步骤 仪器的选择 数据的处理等一切实验的问题都是围绕实验原理展开的 深刻理解实验原理是形成设计实验的能力的基础 只要弄懂了实验原理 实验操作过程中的一些规定 注意事项就变成了易于理解掌握的知识 完成相同的实验 可以有不同的实验方法 前面的例题就是用三个共点力平衡的装置来验证平行四边形定则 热点二实验过程及数据处理 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 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 ce 转解析 审题视角结合实验过程及注意点分析 2 验证力的平行四边形定则 的实验情况如图甲所示 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 f b 转解析 3 某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力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 bc 转解析 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 所以选项e正确 本题答案为ce 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 3 以f1和f2为邻边作平行四边形 如图示 其对角线表示合力f 由图可知 f1 4n f 12n 1 45 1 2 所以选项bc正确 答案 1 ce 2 f b 3 bc 转题首 1 结点o定位 同一次实验中橡皮条拉长后的o点必须保持不变 2 拉力 弹簧秤拉力应沿弹簧秤轴线方向 橡皮条 弹簧秤和细绳套共面且于与纸面平行 两个分力f1 f2间的夹角 不要太大或太小 3 作图 同一次实验中 选定的比例相同 按力的图示要求和几何作图法作出图示 求出合力 4 操作不忘 三 二 一 两弹簧秤拉橡皮条时 三记录 两弹簧秤示数 两细绳方向和结点o的位置 一个弹簧秤拉橡皮条时 二记录 弹簧秤示数和细绳方向 一注意 结点o的位置必须在同一位置 等 三 跟踪训练 3 跟踪训练 变式跟踪1 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 如左图所示 这时弹簧测力计的读数可从图中读出 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 在右图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 2 50 4 00 放 缩 画力的图示 显示解析 转原题 四 创新实验 4 创新实验 审题导析1 受实验装置的限制oa与ob拉力方向不可能竖直向上 a错 2 由分力与合力的大小关系知 b正确 oa ob oc互成1200角时 可满足c项 d项条件满足勾股定理 d正确 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 典例 有同学利用如图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 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 转解析 3 在作图时 你认为下图中 是正确的 填 甲 或 乙 甲 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 转原题 典例 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 a 测量绳子与水平杆的夹角 aob b 对两个传感器进行调零 c 用另一根绳在o点悬挂一个钩码 记录两个传感器的读数 d 取下钩码 移动传感器a改变 角 转解析 重复上述实验步骤 得到表格如下 1 根据表格可知 a传感器对应的是表中力 填 f1 或 f2 钩码质量为 kg 保留2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 转解析 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 平衡时 mg f1sin 当 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 是为了消除横杆自身重力对结果的影响 故c正确 答案 1 f10 05 2 c 转原题 五 真题演练 5 真题演练 真题 2011 江苏卷 10 某同学用如图所示的实验装置来验证 力的平行四边形定则 弹簧测力计a挂于固定点p 下端用细线挂一重物m 弹簧测力计b的一端用细线系于o点 手持另一端向左拉 使结点o静止在某位置 分别读