高三物理总复习 实验3 验证力的平行四边形定则课件 鲁科版.ppt

实验三验证力的平行四边形定则 知识要点归纳 实验目的1 会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向 2 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则 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同一点 所以力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 若相同 则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则 实验器材方木板 白纸 弹簧测力计 两只 橡皮条 细绳套 两个 铅笔 三角板 刻度尺 图钉 几个 过程分析导引 一 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 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 将橡皮条伸长到某一位置o 如图2 5 1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套的方向 图2 5 1 4 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读数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 5 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的方向 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 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 二 注意事项1 不要直接以橡皮条端点为结点 可拴一短细绳连两细绳套 以三绳交点为结点 应使结点小些 以便准确地记录结点o的位置 2 使用弹簧测力计前 应先调节零刻度 使用时不超量程 拉弹簧测力计时 应使弹簧测力计与木板平行 3 在同一次实验中 橡皮条伸长时的结点位置要相同 4 被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致 拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦 5 读数时应正对 平视刻度 6 两拉力f1和f2夹角不宜过小 作力的图示 标度要一致 三 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小 2 结点o的位置和两个测力计的方向画得不准 造成作图的误差 3 两个分力的起始夹角 太大 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 实验典例精析 2011年福建调研 在 验证力的平行四边形定则 实验中 需要将橡皮筋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 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筋 1 某同学认为 为了减小实验误差 在此过程中必须注意以下几项 其中正确的是 填入相应的字母 a 两根细绳要尽量短一些b 弹簧测力计的拉力应适当的大一些 但不要超出量程c 橡皮筋应沿两绳夹角的平分线d 使用弹簧测力计测拉力时 弹簧测力计 橡皮筋 细绳应在与纸面平行的平面内 2 该同学在实验报告册中 列出了以下步骤 a 在桌上放一块方木板 用图钉把白纸钉在方木板上 b 用图钉把橡皮筋的一端固定在方木板上的a点 在橡皮筋的另一端拴上两根有细绳套的细绳 c 用两个弹簧测力计分别钩住绳套 互成角度地拉橡皮筋 使橡皮筋拉长 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 通过细绳套把橡皮筋的结点拉到o位置 读出弹簧秤的示数 记下细绳的方向 作出这个力f 的图示 f 比较力f 和f的大小和方向 看他们是否相同 得出结论 上述步骤中 有重要遗漏的步骤序号是 和 遗漏的内容分别是 和 解析 1 为减小实验误差 两根细绳要适当长一些 这样便于记录细绳的方向 a错误 弹簧测力计的拉力适当大一些 减小相对误差 b正确 橡皮筋不必与两绳夹角的平分线在同一直线上 c错误 平行四边形定则要保证三个力在同一水平面内 因此弹簧测力计必须与木板平面平行 保证力在同一水平面内 d正确 2 步骤c中未记下两条细绳的方向 就无法画出两个拉力的方向 e中应说明用同样的标度作出这个力f 的图示 答案 1 bd 2 cec中未记下两条细绳的方向e中未说明是否用同样的标度作出这个力f 的图示 规律总结 正确理解实验原理 造成误差的原因 并动手完成实验是解决此类问题的前提 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2 5 2所示 这时弹簧测力计的读数可从图中读出 图2 5 2 1 由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 n和 n 2 在如图2 5 3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 图2 5 3 3 图2 5 4中甲 乙两图是两位同学得到的实验结果 其中哪一个图符合实际 若合力测量值f 是准确的 则f与f 有误差的原因可能是哪些 图2 5 4 解析 1 弹簧测力计的最小刻度为0 1n 读数时应估读一位 所以读数分别为2 50n和4 00n 2 取一个小方格的边长表示0 50n 作出两个力及它们的合力如图2 5 5 3 f 是用一个测力计拉橡皮条所得到的 其方向一定在橡皮条所在直线上 所以乙图符合实际 误差的原因主要是弹簧测力计读数误差 确定分力方向不够准确等原因 图2 5 5 答案 见解析 在 验证力的平行四边形定则 实验中 1 部分实验步骤如下 请完成有关内容 a 将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上 另一端绑上两根细