1112高中物理全程学习方略配套课件 第4章 实验验证力的平行四边形定则 鲁科版必修1.ppt

实验原理 典例1 某同学在家中尝试验证平行四边形定则 他找到三条相同的橡皮筋 遵循胡克定律 和若干小重物 以及刻度尺 三角板 铅笔 细绳 白纸 钉子 设计了如下实验 将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子a b上 另一端与第三条橡皮筋连接 结点为o 将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一小重物 1 为完成该实验 下述操作中必需的是 a 测量细绳的长度b 测量橡皮筋的原长c 测量悬挂重物后橡皮筋的长度d 记录悬挂重物后结点o的位置 2 钉子位置固定 欲利用现有器材 改变条件再次验证 可采用的方法是 标准解答 本题中结点受三个力 其中两个力的合力与第三个力等大反向 故先测出各力的大小和方向 然后以结点o为起点作出各力的图示 以两边为邻边作平行四边形 如果在实验误差允许范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向 即可验证 为测量各力的大小需要记录橡皮筋原长 悬挂重物后的长度以及记录悬挂重物后o点的位置 故应选b c d 可以通过改变小重物改变各力的大小和方向 答案 1 b c d 2 更换不同的小重物 实验步骤 典例2 2011 龙岩高一检测 将橡皮筋的一端固定在a点 另一端拴上两根细绳 每根细绳分别连接着一个量程为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 如图甲所示 这时弹簧测力计的读数可从图中读出 1 由图甲可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 n和 n 只需读到0 1n 2 在图乙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 标准解答 1 读弹簧测力计示数时 应注意首先找零刻度 尤其是竖直放置的那个弹簧测力计是倒置的 它的读数是2 5n而不是3 5n 水平放置的弹簧测力计读数是4 0n 2 选取标度 作出力的图示及求得的合力如图所示 答案 1 4 02 5 2 见标准解答图 1 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 合力与分力的作用效果相同 这里作用效果是指 a 弹簧测力计的弹簧被拉长b 固定橡皮条的图钉受拉力产生形变c 细绳套受拉力产生形变d 使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度 解析 选d 合力与分力之间是等效替代关系 所以在实验中的作用效果相同是指橡皮条的伸长量相同且伸长到同一位置 故d正确 2 2011 聊城高一检测 用平木板 细绳套 橡皮条 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 使用测力计前应将测力计水平放置 然后检查并矫正零点b 用测力计拉细绳套时 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 解析 选a b d e 弹簧测力计应与水平放置的木板平行拉细绳套 且施力前指针指零 a b正确 两细绳套是记录拉力方向用的 不必要求等长 c错误 为了减小误差要求拉力适当大些 但不能超过量程 d正确 本实验应用了等效的原理 即拉力效果相同 e正确 3 做 验证力的平行四边形定则 的实验 在水平放置的木板上铺一张白纸 把橡皮条的一端固定在木板的a点 橡皮条的另一端拴上两细绳套 如图所示 两个弹簧测力计分别钩住细绳套 互成角度拉橡皮条使之伸长 到达某一位置o时需记下 描下 再用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长 使结点到达位置 再记下 解析 因验证力的平行四边形定则需根据力的大小和方向做平行四边形 所以必须记录力的大小和方向 为保证合力和分力的效果相同 两次必须使结点到达同一位置 答案 两弹簧测力计的读数两细绳的方向结点位置oo点弹簧测力计的读数和细绳的方向 4 如图所示是甲 乙两位同学在 验证力的平行四边形定则 的实验中所得到的实验结果 若用f表示两个分力f1 f2的合力 用f 表示f1和f2的等效力 则可以判断 填 甲 或 乙 同学的实验结果是符合事实的 解析 由题设可知 f为f1和f2的合力 通过平行四边形定则所得 而f 是f1和f2的等效力 即用一只弹簧测力计拉橡皮条时的拉力 显然f 的方向应在细线的方向上 因甲同学f 的方向与细绳在同一直线上 故甲同学的实验结果是符合事实的 本题解答的焦点在f 方向的确定上 两位同学的实验结果都有误差 这是正常的 但乙同学很明显在f 方向的确定上违背了实验的要求 作图是错误的 答案 甲 5 在做 验证力的平行四边形定则 实验中 若由于f1的误差使f1与f2的合力f方向略向左偏 如图所示 但f大于等于f 引起这一结果的原因可能是f1的大小比真实值偏 f1的方向使它与f2的