高中物理 3.实验2同步教学课件 粤教版必修1.pptVIP

一 实验目的1 学会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向 2 运用力的图示法验证互成角度的两个共点力合成时遵从平行四边形定则 二 实验原理使一个力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某点 所以一个力f 就是这两个力f1和f2的合力 作出力f 的图示 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 的大小和方向是否相同 三 实验器材方木板 白纸 弹簧测力计 两只 刻度尺 三角板 图钉 橡皮条 细绳套 两个 铅笔等 四 实验过程1 实验步骤 1 用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上 2 用图钉把橡皮条的一端固定在a点 橡皮条的另一端拴上两个细绳套 锦囊妙诀 白纸钉在木板处 两秤同拉有角度 读数画线选标度 再用一秤拉同处 作出力的矢量图 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 使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置o 如图所示 记录两弹簧测力计的读数 用铅笔描下o点的位置及此时两细绳的方向 4 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 5 改变两弹簧测力计拉力的大小和方向 再重做两次实验 2 数据处理 1 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拉力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o点画平行四边形的对角线 此对角线即为合力f的图示 2 用刻度尺从o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 3 比较f与f 是否完全重合或几乎完全重合 从而验证平行四边形定则 注意事项1 同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是 将两只弹簧测力计调零后互钩对拉 若两只弹簧测力计在对拉过程中 读数相同 则可选 若读数不同 应另换 直至相同为止 2 在同一次实验中 使橡皮条拉长时 结点o位置一定要相同 3 用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时 夹角不宜太大也不宜太小 在60 100 之间为宜 4 读数时应注意使弹簧测力计与木板平行 并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上 避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦 读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度 在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下 拉力的数值尽量大些 5 细绳套应适当长一些 便于确定力的方向 不要直接沿细绳套的方向画直线 应在细绳套末端用铅笔画一个点 去掉细绳套后 再将所标点与o点连接 即可确定力的方向 6 在同一次实验中 画力的图示所选定的标度要相同 并且要恰当选取标度 使所作力的图示稍大一些 1 在本探究实验中 为什么要用图钉固定白纸 提示 在实验中要在白纸上记录信息 如o点的位置 拉力的方向等 不固定白纸 白纸如果发生移动 记录的信息会不准确 2 在本探究实验中 为什么要求两次拉绳时 要保持o点位置不变 两次拉橡皮绳时伸长量相等就是效果相同吗 提示 用等效和替代观点分析合力与分力的关系时 要满足形变相同 只有o点位置不变 形变效果才相同 橡皮绳伸长量相等而结点的位置不同时 不能说产生的效果相同 3 用两个弹簧测力计拉橡皮绳时 夹角大些好 还是小些好 提示 夹角太大 太小都不合适 一般在60 100 之间为宜 便于画图 减小误差 4 本探究实验能得出什么结论 提示 互成角度的两个共点力 其合力等于以这两个力为邻边作出的平行四边形的对角线 误差分析1 读数误差减小读数误差的方法 选择相同的弹簧测力计并调整好零刻度 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 典例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 另一端系上两根细绳 细绳的另一端都有绳套 如图所示 实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套 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 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行其中正确的是 解答本题应把握以下四点 1 细绳套应长一些 便于记录拉力的方向 2 在仪器许可的条件下应使拉力尽可能大一些 以减小读数误差 3 画力的图示时 要选取合适的标度 尽量将图示画得大一些 4 在同一次实验中 橡皮条的结点o的位置不能变动 规范解答 本题主要考查实验的注意事项 本实验中要用两个弹簧测力计分别钩住绳套 然后记下两根细绳的方向 在实验中 两细绳的作用主要是为了记下两拉力的方向 因此两根细绳不必等长 a项错误 在实验时只要能够使结点到达某位置o即可 两绳的方向是任意的 因此选项b错误 在使用弹簧测力计时 要使弹簧测力计与木板平面平行 否则会带来较大误差 c项正确 答案 c 典例2如图甲所示 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 某同学进行实验的主要步骤是 将橡皮筋的一端固定在木板上的a点 另一端拴上两根绳套 每根绳套分别连着一个弹簧测力计 沿着两个方向拉弹簧测力计 将橡皮 筋的活动端拉到某一位置 将此位置标记为o点 读取此时弹簧测力计的示数 分别记录两个拉力f1 f2的大小 再用笔在两绳的拉力方向上分别标记a b两点 并分别将其与o点连接 表示两力的方向 再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至o点 记录其拉力f的大小并用上述方法记录其方向 1 用一弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至o点 这样做的目的是 2 这位同学在实验中确定分力方向时 如图甲所示的a点标记得不妥 其原因是 3 如图乙所示是在白纸上根据实验结果作出的力的图示 其中 是f1和f2合力的实际测量值 解答本题应把握以下三点 1 力的等效与替代的关系 2 两个绳套的作用力方向的确定方法 3 误差的产生原因 规范解答 1 合力和两分力同时作用的效果相同 本实验中合力和两分力作用下橡皮筋伸长相同的长度 即f与f1 f2共同作用的效果相同 2 两点太近 误差大 不易确定方向 3 图乙中f 是利用平行四边形定则求出的f1和f2合力的实验测量值 而f是f1和f2合力的实际测量值 答案 1 使合力和两分力同时作用的效果相同 2 两点太近 误差大 不易确定方向 3 f 典例3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重物 1 双选 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a b之间的距离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 思路点拨 解答本题应明确以下三点 1 实验的原理 2 所给器材的作用 3 实验的方法及步骤 规范解答 1 选c d 在该实验的过程中 没必要测量细绳的长度 a b之间的距离 必要的是测量橡皮筋的原长和悬挂重物后的总长 以便求出伸长了多少 从而求出力的大小 作出力的图示 画平行四边形必须要确定各力的方向 所以要记录结点o的位置 故选c d 2 根据现有器材 欲再次验证 可更换不同的小重物 从而改变合力的大小 答案 1 c d 2 更换不同的重物 一 选择题 本题共4小题 每小题6分 共24分 1 双选 用弹簧测力计测量力的大小时 下列使用的方法中正确的是 a 拿起弹簧测力计就进行测量读数b 先用标准砝码检查示数正确后 再进行测量读数c 测量前检查弹簧指针正指零刻线 用标准砝码检查示数正确后 再进行测量读数d 测量前观察到弹簧测力计示数准确指在0 5n 测量读取的数值应是示数减去0 5n 解析 选c d 在使用弹簧测力计之前 首先检查和矫正零点 然后利用标准砝码检查验证其准确后 才能去测量一个力的大小 所以a b错 c项正确 d项中用减去测量前的示数的方法也是可行的 所以应选c d 2 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 f1和f2表示两个互成角度的力 f 表示由平行四边形定则求出的合力 f表示用一根弹簧测力计拉橡皮条的力 则下列图中符合实验事实的是 解析 选a 因为f的方向应沿着ao延长线的方向 所以b c选项错误 又因为f 是以f1和f2为邻边作出的平行四边形的合力 故正确选项为a 3 双选 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 采取下列哪些措施可减小实验误差 a 两个分力f1 f2间夹角要尽量大些b 两个分力f1 f2的大小要尽量小些c 拉橡皮条的细绳要稍长一些d 实验前 先把所用的两个弹簧测力计的钩子相互钩住 平放在桌子上 向相反方向拉动 检查读数是否相同 解析 选c d 两个分力f1 f2间夹角不宜太小 也不宜太大 以60 到100 之间为宜 所以a错 b中可使测力计的示数在读数时误差增大 b错 c中可使拉力的方向更准确确定 d中是检查弹簧测力计的零刻线是否准确 4 双选 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 需要将橡皮条的一端固定在水平木板上 另一端系上两根细绳 细绳的另一端都有绳套 如图 实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套 并互成角度地拉橡皮条 使橡皮条伸长 结点到达某一位置o 其中正确的是 a 拉橡皮条的细绳越粗越短实验效果越好b 拉橡皮条时 弹簧测力计 橡皮条 细绳应贴近木板且与木板平面平行c 橡皮条弹性要好 拉结点到达某一位置o时 拉力要适当大些d 拉力f1和f2的夹角越大越好 解析 选b c 细绳越粗越短 绳套的拉力方向越难确定 误差越大 故a错 拉力f1和f2的夹角越大 合力越小 作图时相对误差越大 d选项错 实验时橡皮条 弹簧测力计 细绳应与木板平行 拉力应适当大些 正确选项是b c 二 非选择题 本题共3小题 共26分 要有必要的文字叙述 5 2011 龙岩高一检测 8分 在做 验证力的平行四边形定则 的实验中 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 使用测力计前应校对零点b 用测力计拉细绳套时 拉力应沿弹簧的轴线 且与木板平行 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 但不能超过测力计量程e 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上f 实验中两次拉细绳套须使结点到达同一位置g 把橡皮筋的另一端拉到o点时 两个测力计之间夹角应取90 以便算出合力大小 解析 a选项使用前校对零点便于读数且准确度高 b选项防止弹簧与外壳的摩擦引起误差 c选项两绳不一定等长 只需适当长些 d选项拉力太小时读数误差大 拉力太大超了弹性限度也不可 e选项橡皮筋不一定要与两绳夹角的平分线在同一直线上 但必须保持两绳有适当夹角 在60 100 之间为宜 且o点位置不变 故本题a b d f正确 答案 a b d f 6 2010 天津高考 10分 在探究合力的方法时 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测力计互成角度地拉橡皮条 另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条 1 实验对两次拉伸橡皮条的要求中 下列哪些说法是正确的 填字母代号 a 将橡皮条拉伸相同长度即可b 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度c 将弹簧测力计都拉伸到相同刻度即可d 将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 2 同学们在操作过程中有如下议论 其中对减小实验误差有益的说法是 填字母代号 a 两细绳必须等长b 弹簧测力计 细绳 橡皮条都应与木板平行c 用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大d 拉橡皮条的细绳要长些 标记同一细绳方向的两点要远些 解析 1 实验中两次拉伸橡皮条时 应要求两次的作用效果必须完全相同 即橡皮条被拉伸的方向 长度完全相同 所以答案选b d 2 对减小误差有益的做法是b d b做法能保证分力与合力在同一平面内 减小了作图误差 d做法能保证分力的方向测量更准确 减小了测量误差 实验时两细绳不必等长 两弹簧测力计的示数也不一定要求相差较大 所以