江苏省溧阳市高三物理一轮复习 相互作用实验：验证平行四边形学案 新人教版.doc

第三章 相互作用 探究力的平行四边形定则（总11） 一、学习目标：1、掌握探究平行四边形定则的方法。二、知识归纳：【实验目的】1学会用弹簧测力计和细线测出力的大小与方向2运用力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则【实验原理】一个力f的作用效果和两个力f1、f2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到_，所以力f就是这两个力f1和f2的 ，作出力f的 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和f的 ，若相同，则说明互成角度两个力合成时遵循_ _【实验器材】方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、_、细绳套(两个)、_、_、图钉(几个)、细芯铅笔【实验步骤】1用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上并用图钉把橡皮条的一端固定在a点，橡皮条的另一端拴一短绳，细绳的另一端拴上两个细绳套2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，如图1所示，记录 ，用铅笔描下 及 的方向3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o，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向4用铅笔和刻度尺从结点o沿两条细绳套方向画直线，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 ，f1和f2之间的对角线即为合力f的图示5用刻度尺从o点按同样的标度沿记录的方向作出 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f的大小和方向是否相同7. 改变f1、f2的大小和夹角，重复做两次实验，得出结论。【误差分析】1用两个测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内，这样得到的两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力 （填大、小或相等）2结点o的 和两个测力计的 画得不准，造成作图的误差在同一次实验中，橡皮条伸长时的结点位置要相同3两个分力的夹角 ，如大于120，再重做两次实验，为保证结点o位置不变(即保证合力不变)，则变化范围不大，因而测力计示数变化不显著，读数误差大4作图比例不恰当造成作图误差两拉力f1和f2夹角不宜过小，作力的图示，标度要 5使用弹簧秤前，应先 ，使用时不能超过量程，拉弹簧秤时，应使弹簧秤与木板 被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向 ，拉动弹簧时不可与外壳 三、例题讨论例1、“探究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为橡皮筋与细线的结点，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：_.(选填“变”或“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建立物理模型法例2、某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时的主要步骤是：a在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；b用图钉把橡皮条的一端固定在板上的a点，在橡皮条的另一端拴上一短细绳，细绳的另一端系上两个细绳套；c用两个弹簧测力计分别钩住两个绳套，互成角度地拉橡皮条的同一结点，使橡皮条伸长，结点到达某一位置o.记录下o点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；d按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力f1和f2的图示，并用平行四边形定则求出合力f；e只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳套的方向，按同一标度作出这个力f的图示；f比较f与f的大小和方向，看它们是否相同，得出结论上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是_和_；(2)遗漏的内容分别是_ _； _ _ 例3、(2011徐州市第三次调研测试)小明同学在学完力的合成与分解后，想在家里做“验证力的平行四边形定则”的实验他从学校的实验室里借来两只弹簧测力计，按如下步骤进行实验a在墙上贴一张白纸用来记录弹簧弹力的大小和方向b在一只弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧测力计的读数f.c将一根大约30 cm长的细线从提带中穿过，再将细线两端拴在两只弹簧测力计的挂钩上在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两只弹簧测力计的读数相等，在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读数如图7甲所示d在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力f.(1)在步骤c中，弹簧测力计的读数为_ n.(2)在步骤d中，合力f_ n.(3)若_，就可以验证力的平行四边形定则四、巩固练习1在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的o点，以下操作中错误的是()a同一次实验过程中，o点位置允许变动b实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度c实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到o点d实验中，把橡皮条的另一端拉到o点时，两弹簧秤之间夹角应取90，以便于算出合力的大小2(2011绍兴市质量调测)在“验证力的平行四边形定则”中，采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差 ()a两个分力f1、f2间的夹角要适当大些b两个分力f1、f2的大小要适当大些c拉橡皮条的细绳要稍长一些d实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同3某同学利用如图3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ftoa、ftob和ftoc，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是()a钩码个数n1n22，n34b钩码个数n1n33，n24c钩码个数n1n2n34d钩码个数n13，n24，n35(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4中_是正确的(填“甲”或“乙”)4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5 n、最小刻度为0.1 n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8所示这时弹簧测力计的读数可从图