高考物理一轮复习 探究力的平行四边形定则教学案.doc

探究力的平行四边形定则 一考点整理 实验过程 1实验目的：探究力的合成规律 平行四边形定则；理解等效替代思想方法在物理学中的应用2实验原理：互成角度的两个力与一个力产生 的效果，看它们用平行四边形定则求出的合力与这个力是否在实验误差允许的范围内相等3实验器材：木板、白纸、图钉若干、 、细绳、弹簧秤（2只）、三角板、 ，等4实验步骤： 用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的 上，如图所示； 用两个弹簧秤分别钩住两个绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一点o； 用铅笔描下 位置和两个细绳套的 ，并记录弹簧秤的读数f1、f2，利用刻度尺和三角板作平行边形，画出对角线所代表的力f； 只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面实验中的相同 ，记下弹簧的读数f 和细绳的方向； 比较f和f，观察它们在实验误差允许的范围内是否 5误差分析：实验误差除弹簧测力计本身的误差外，还主要来源于 误差和 误差两个方面 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 一些读数时眼睛一定要 ，要按有效数字正确读数和记录 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 6注意事项： 位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时 的位置一定要相同 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 ，也不宜太大，以60120之间为宜 尽量减少误差：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；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向 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 二思考与练习 思维启动 1用平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是 a使用弹簧测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点 b用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行 c两细绳套必须等长 d用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程 e同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置2某实验小组在验证平行四边形定则时，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秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列说法正确的是_a将橡皮条拉伸相同长度即可 b将橡皮条沿相同方向拉即可c将弹簧秤都拉到相同刻度 d将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置 三考点分类探讨 典型问题 考点1对实验原理及实验过程的考查【例1】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 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） “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 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2 n，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_af1 = 4n bf = 12 n c1 = 45 d1 2，所以选项b、c正确变式1 答案： 2.504.00 见解析图解析： 弹簧测力计的最小刻度为0.1 n，读数时应估读一位，所以读数分别为2.50 n和4.00 n 取一个小方格的边长表示0.50 n，作出两个力及它们的合力如图所示例2 答案： 3.6 d 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）解析： 由题图知，弹簧测力计a的最小刻度值为0.2 n，读数为3.6 n 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；m的重力即合力，a对；测量前弹簧测力计调零才能测量准确，b对；拉线与木板平行才能保证力在木板平面内，c对 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方向或减小物重g等变式2 答案： bcd a 甲解析： 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 a 甲实验中f3是竖直向下的四考题再练 高考试题 1 bcd 更换不同的小重物预测1 答案：结点o的位置； 4.00 不能因为用一只弹簧称拉时，弹簧称的量程不够解析：图中b弹簧测力计的读数为4.00n左图中c弹簧测力计的读数为3.80n由于这两个力的合力超过弹簧测力计的量程5n时，所以实验不能顺利进行下去五课堂演练 自我提升 1答案： bd b 解析： 该实验的关键是等效替代，故选b、d2答案： b只用一个测力计，通过细绳把橡皮筋拉到o点 f dcabeg解析： b中只是说“通过细绳把橡皮筋拉同样长度”，并没有强调沿po方向 本实验中只需要保证弹簧秤两次作用的效果相同即可，没有必要记录橡皮筋被拉伸的实际长度，故多余的步骤是f 根据本实验的实验原理可知，题述实验步骤合理的顺序是dcabeg3答案 d fff abc解析 验证平行四边形定则的实验中，第一次同时用两个弹簧测力计作用在橡皮筋上，将橡皮筋与细线的结点拉到一个合适的位置，第二次只用一个弹簧测力计作用在橡皮筋上，使橡皮筋与细线的结点到达同样的位置，可见两次弹簧测力计对橡皮筋产生的作用效果相同，可以等效替代，故选d； 根据第 问的分析可知，力f 一定沿ao方向；据平行四边形定则合成出来的力f是合力的理论值，而力f 则是合力的实验值 细绳越细，重力等因素的影响越小，弹簧测力计的读数越准确；细绳越长，则确定弹簧拉力的方向就越准确；拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，可以避免弹簧测力计中的金属杆与测力计外壳之间的摩擦；拉橡皮筋的细绳长些，在标记同一细绳方向时两点就可以画得适当远一些，这样作图造成的误差就小；拉力f1和f2的夹角很小时，作图造成的误差会较大综上所述，选a、b、c4答案： 见解析图53（说明：2范围内都可） 2.10（说明：有效数字位数正确，0.02范围内都可） 见解析图 3.3（说明：0.02范围内都可）解析： 以水平方向为x轴，竖直方向为f轴，建立直角坐标系，然后描点，选尽可能多的点连成一条线，其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k，在直线上任取一点，如（6102，3.2），则k = 3.2/6102 n/m 53 n/m 弹簧秤的读数为2.10 n，选标度 合力的图示如图所示 经测量，合力f合 = 3.3 n5答案：操作不正确的是乙同学，因为他这两个力的合力超过了弹簧测力计刻度的最大值5 n，之后再用一个弹簧测