高考物理总复习 第二章 第二单元 第6课 实验 验证力的平行四边形定则课件 (2).ppt

第二单元实验与探究实验与探究第6课实验 验证力的平行四边形定则 第二章研究物体间的相互作用 知能要求与高考展望 1 要求掌握实验原理 器材与步骤 能够正确分析误差来源 2 能够设计新情景或改换器材条件下的实验方案 3 本实验在广东新高考中还没有考到 要予以重视 课前自修 1 当两个力共同作用使橡皮条伸长到 一个力作用也使橡皮条伸长到 这个力就是前两个力的合力 2 借助刻度尺对两个力作力的 借助刻度尺和 作出这两个力的合力的 其对角线与单独作用的一个力进行比较 从而判断作出的合力与单独作用的力是否相一致 图示 某一位置 相同位置 图示 三角板 重难突破 1 明确实验原理实验是要用互成角度的两个力与另一个力产生相同的效果 即 使橡皮条在同一方向伸长相同的长度 比较用平行四边形定则求出的合力与另一个单独的力 看是否在实验误差允许的范围内相等 如果相等 就验证了力的合成的平行四边形定则 2 明确实验器材需要的器材 方木板 橡皮筋 带细绳套 白纸 图钉 刻度尺 三角板 弹簧秤 3 掌握实验步骤与收集数据 分析与确定结论 1 如下图所示 把方木板平放在桌面上 用图钉把白纸钉在方木板上 再用图钉把橡皮条的一端固定在a点 在橡皮条的另一端拴上两条细绳套 2 用两个弹簧秤分别钩住细绳套 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的方向 同时记录两个弹簧秤的示数 3 用铅笔和直尺从力的作用点 位置o 沿着两条细绳的方向画直线 按选定的标度作出两个力的图示 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 作出合力f的图示 4 只用一个弹簧秤 通过细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置o 记下弹簧秤的读数和细绳的方向 用刻度尺从o点按同样的标度沿记录的方向作出弹簧秤的拉力f 的图示 5 改变两个力f1 f2的大小和夹角 再重复做两次实验 把实验数据填入下表 6 根据表中的数据 通过比较力f 与f的大小和方向 得出结论 在误差允许的范围内 f和f 的大小相等 方向相同 4 注意事项 1 使用弹簧秤的注意事项 被测力不能超过弹簧秤的量程 被测力的方向要与弹簧秤轴线方向一致 读数时应正对平视 2 实验中的注意事项 在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下 应使拉力尽量大一些 以减小误差 弹簧秤要与被拉的细绳套在一直线上 且与板面平行 拉动时弹簧与外壳要避免摩擦 画力的图示时 应选定恰当的标度 尽量使图画得大一些 但也不要太大而画出纸外 要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力 在同一次实验中 橡皮条拉长的结点o位置一定要相同 由作图法得到的f和实际测量得到的f 不可能完全符合 但只要在误差允许的范围内可以认为f和f 符合即可 5 误差来源分析本实验误差的主要来源除弹簧秤本身的误差外 还出现读数误差 因此读取数据时眼睛一定要正视 要按有效数字正确读数和记录 两力的对边一定要平行 两个分力f1和f2间的夹角 越大 用平行四边形作图得出的合力f的误差 f也越大 所以实验中不要把 取得太大 本实验允许的误差范围是 力的大小 f 5 f f和f 的夹角 7 对于 f 0 0和 f 5 f 7 的情况都要分析原因 题型探究 题型一 实验原理和步骤的考查 例1 在做 验证力的平行四边形定则 的实验中 实验步骤如下 1 把木板平放在桌面上 再用图钉把白纸钉在木板上 2 用图钉把橡皮条的一端固定在板上的a点 另一端拴上两个细绳套 3 用两个弹簧秤分别钩住细绳套 互成角度地拉橡皮条 使结点到达某一位置o 记下两弹簧秤的读数f1和f2 描下橡皮条和两个细绳的方向 4 在白纸上按选定的 作出两个力f1和f2的图示 并以f1和f2为邻边利用三角板和刻度尺 过o点 作为f1和f2的合力f 5 记下弹簧秤的读数f 和细绳的方向 按上面选定的 作出力f 的图示 6 比较f 和f的大小和方向 并得出结论 请完成上面的填充 审题突破 本题考查验证力的平行四边形定则的实验操作能力 必须知道既要通过实验测出所需要的力 同时又要作测得的力的图示 由图示确立实验结论 解析 无论是采用两个弹簧秤还是一个弹簧秤 把结点拉至同一个位置是实验原理所决定的 要特别注意 选定标度 作力的图示是本实验的重要标志 作出的平行四边形中每条边所表示的物理意义是本实验获得正确结论的条件 答案 4 标度作平行四边形作对角线 5 只用一个弹簧秤把结点拉至同一位置标度 方法点窍 理解实验原理和实验过程中每一步的设计原则是正确完成实验的前提 本实验中的许多知识同学们都要在亲手实验的基础上通过记忆进行学习 没有什么特别的捷径 题型二 数据处理与误差分析 例2 某同学在做 互成角度的两个力的合成 的实验时 利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置o点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向 如下图所示 1 试在图 a 中作出无实验误差情况下f1和f2的合力图示 并用f表示此力 2 有关此实验 下列叙述正确的是 a 两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大b 橡皮筋的拉力是合力 两弹簧测力计的拉力是分力c 两次拉橡皮筋时 需将橡皮筋结点拉到同一位置o 这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同 d 若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变 只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可 3 图 b 所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果 其中哪一个比较符合实验事实 力f 是用一只弹簧测力计拉时的图示 4 在以上比较符合实验事实的一位同学中 造成误差的主要原因是 至少写出两种情况 审题突破 本题考查数据分析能力与误差分析能力 解析 1 以f1 f2为邻边作平行四边形 其对角线of即为所求的合力 如图所示 2 两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零 它们之间不是合力与分力的关系 b错误 结点位置不变 合力不变 当一只弹簧测力计的拉力大小改变时 另一只弹簧测力计的拉力大小和方向都必须改变 故d错误 正确的选项只有a c 3 用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮筋拉力的方向有偏差 但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一直线上 故甲同学实验得到的结果符合实验事实 4 f1的方向比真实方向偏左 f2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左 作图时两虚线没有分别与f1线和f2线平行 任选其二 答案 1 见解析图 2 ac 3 甲同学实验得到的结果 4 见解析 方法点窍 作力的图示时 一定要统一标度 作图时刻度要尽可能准确 要用三角板与刻度尺配合用平行四边形定则作图 这样得到f1 f2的合力f 与实际的拉力就较接近 误差较小 题型三 从实验方法改进的角度考查 例3 2011 江苏 某同学用如下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 分别读出弹簧测力计a和b的示数 并在贴于竖直木板的白纸上记录o点的位置和拉线的方向 1 本实验用的弹簧测力计示数的单位为n 图中a的示数为 n 2 下列不必要的实验要求是 请填写选项前对应的字母 a 应测量重物m所受的重力b 弹簧测力计应在使用前校零c 拉线方向应与木板平面平行d 改变拉力 进行多次实验 每次都要使o点静止在同一位置 3 某次实验中 该同学发现弹簧测力计a的指针稍稍超出量程 请您提出两个解决办法 审题突破 本题考查 验证力的平行四边形定则 这一实验 实验原理来源于课本 解析 1 由题图知 弹簧测力计a的分度值为0 2n 读数为3 6n 2 验证力的平行四边形定则 一定要记好合力与两分力的大小与方向 与结点位置无关 d错误 m的重力即合力 a正确 测量前弹簧测力计调零才能测量准确 b正确 拉线与木板平行才能保证力在木板平面内 c正确 3 对o点受力分析如图所示 可见 若减小foa 可调节fob的大小或方向 调节oa方向 减小物重g等 答案 1 3 6 2 d 3 减小弹簧测力计b的拉力 减小重物m的质量 或将a更换成较大量程的弹簧测力计 改变弹簧测力计b拉力的方向等 方法点窍 高考实验均来源于课本 只要能深刻理解实验原理 掌握处理此类实验的基本方法 不难解答此类题 随堂训练 关于 验证力的平行四边形定则 的实验 下列叙述中错误的是 a