云南省保山市第一中学高考物理一轮复习 2.5实验 探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则课件.ppt

第5讲实验探究弹力和弹簧伸长的关系验证力的平行四边形定则 p38 f kx k l l0 f mgmg k l l0 kl kl0 一 探究弹力和弹簧伸长的关系 mg k l l0 kl kl0 mg kx k l l0 p38 一 探究弹力和弹簧伸长的关系 注意事项1 安装实验装置 要保持刻度尺竖直并靠近弹簧 2 不要超过弹性限度 实验中弹簧下端挂的钩码不要太多 以免超过弹簧的弹性限度 3 尽量多测几组 要使用轻质弹簧 且要尽量多测几组数据 4 观察所描点的走向 不要画折线 5 统一单位 记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位 一 探究弹力和弹簧伸长的关系 误差分析1 钩码标值不准确 弹簧长度测量不准确带来误差 2 画图时描点及连线不准确也会带来误差 一 探究弹力和弹簧伸长的关系 1 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 将弹簧悬挂在铁架台上 将刻度尺固定在弹簧一侧 弹簧轴线和刻度尺都应在 方向 填 水平 或 竖直 弹簧自然悬挂 待弹簧 时 长度记为l0 弹簧下端挂上砝码盘时 长度记为lx 在砝码盘中每次增加10g砝码 弹簧长度依次记为l1至l6 数据如下表 竖直 静止 一 探究弹力和弹簧伸长的关系 表中有一个数值记录不规范 代表符号为 由表可知所用刻度尺的最小分度为 如图是该同学根据表中数据作的图 纵轴是砝码的质量 横轴是弹簧长度与 的差值 填 l0 或 lx l3 1mm lx 图2 4 1 由图可知弹簧的劲度系数为 n m 通过图和表可知砝码盘的质量为 g 结果保留两位有效数字 重力加速度取9 8m s2 4 9 10 解析 为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起 所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向 弹簧静止时 记录原长l0 表中的数据l3与其他数据有效位数不同 所以数据l3不规范 标准数据应读至cm位的后两位 最后一位应为估计值 精确至mm位 所以刻度尺的最小分度为1mm 答案 竖直 静止l31mm lx 4 910 p38 二验证力的平行四边形定则 1 实验目的 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则 2 实验原理 等效法 使一个力f 的作用效果和两个力f1 f2的作用效果相同 都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到 所以这一个力f 就是两个力f1和f2的合力 作出f 的图示 再根据作出力f1和f2的合力f的图示 比较f和f 的大小和方向是否都相同 同一点 平行四边形定则 3 实验器材 方木板 白纸 弹簧测力计 两只 细绳套 两个 三角板 刻度尺 图钉 几个 铅笔 橡皮条 4 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只弹簧测力计的读数f1和f2的图示 并以f1和f2为邻边用刻度尺作平行四边形 过画平行四边形的对角线 此对角线即为合力f的图示 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0 如图所示 记录 用铅笔描下及此时两 两弹簧测力计的读数 0点的位置 细绳的方向 0点 二验证力的平行四边形定则 5 只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置0 记下和 用刻度尺从0点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力f 的图示 6 比较一下 力f 与用平行四边形定则求出的合力在大小和方向上是否相同 7 改变两个力f1与f2的大小和夹角 再重复实验两次 弹簧测力计的读数 细绳的方向 二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 二验证力的平行四边形定则 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 p41 二验证力的平行四边形定则 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 二验证力的平行四边形定则 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 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 c e 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 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 f 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 5 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 图2 5 2 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 等效替代法 a f1 4n