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物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 第五单元第五单元 实验 验证力的平行四实验 验证力的平行四 边形定则边形定则 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 一一 实验目的实验目的 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 二二 实验原理实验原理 图图1 1 等效法 使一个力等效法 使一个力F 的作用效果和两个力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某点的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点 所以一个力所以一个力F 就是这两个力就是这两个力F1和和F2的合力的合力 作出力作出力F 的图的图 示示 如图如图1所示所示 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 2 平行四边形法 根据平行四边形定则作出力平行四边形法 根据平行四边形定则作出力F1和和 F2的合力的合力F的图示的图示 3 验证 比较验证 比较F和和F 的大小和方向是否相同的大小和方向是否相同 若在误若在误 差允许的范围内相同差允许的范围内相同 则验证了力的平行四边形定则则验证了力的平行四边形定则 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 三三 实验器材实验器材 方木板方木板 白纸白纸 弹簧测力计弹簧测力计 两只两只 橡皮条橡皮条 细绳套细绳套 两个两个 三角板三角板 刻度尺刻度尺 图钉图钉 几个几个 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 四四 实验步骤实验步骤 1 用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上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用图钉把橡皮条的一端固定在A点点 橡皮条的另一橡皮条的另一 端拴上两个细绳套端拴上两个细绳套 图图2 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 3 用两只弹簧测力计分别钩住细绳套用两只弹簧测力计分别钩住细绳套 互成角度地互成角度地 拉橡皮条拉橡皮条 使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O 如图如图2 所示所示 记录两弹簧测力计的读数记录两弹簧测力计的读数 用铅笔描下用铅笔描下O点的位置点的位置 及此时两细绳的方向及此时两细绳的方向 4 用铅笔和刻度尺从结点用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线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按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和和F2的图示的图示 并以并以F1和和F2为邻边用刻度尺作平行四边形为邻边用刻度尺作平行四边形 过过O点画平行点画平行 四边形的对角线四边形的对角线 此对角线即为合力此对角线即为合力F的图示的图示 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 5 只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点 拉到同样的位置拉到同样的位置O 记下弹簧测力计的读数和细绳的方向记下弹簧测力计的读数和细绳的方向 用刻度尺从用刻度尺从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 测力计的拉力测力计的拉力F 的图示的图示 6 比较力比较力F 与平行四边形定则求出的合力与平行四边形定则求出的合力F在大小和在大小和 方向上是否相同方向上是否相同 7 改变两个力改变两个力F1与与F2的大小和夹角的大小和夹角 再重复实验两再重复实验两 次次 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 五五 注意事项注意事项 1 在同一次实验中在同一次实验中 使橡皮条拉长时结点的位置一使橡皮条拉长时结点的位置一 定要相同定要相同 2 用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮 条时条时 其夹角不宜太小其夹角不宜太小 也不宜太大也不宜太大 在在60 100 之之 间为宜间为宜 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 3 读数时应注意使弹簧测力计与木板平行读数时应注意使弹簧测力计与木板平行 并使细并使细 绳与弹簧测力计的轴线在同一条直线上绳与弹簧测力计的轴线在同一条直线上 避免弹簧与测力避免弹簧与测力 计外套计外套 弹簧测力计的限位卡之间有摩擦弹簧测力计的限位卡之间有摩擦 读数时眼睛要读数时眼睛要 正视弹簧测力计刻度正视弹簧测力计刻度 在合力不超出量程及橡皮条在弹性在合力不超出量程及橡皮条在弹性 限度内的前提下限度内的前提下 测量数据尽量大一些测量数据尽量大一些 4 细绳应适当长一些细绳应适当长一些 便于确定力的方向便于确定力的方向 不要直不要直 接沿细绳方向画直线接沿细绳方向画直线 应在细绳两端画两个射影点应在细绳两端画两个射影点 取掉取掉 细绳后细绳后 连直线确定力的方向连直线确定力的方向 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 5 以调零后的弹簧测力计的两挂钩互钩后对拉以调零后的弹簧测力计的两挂钩互钩后对拉 读读 数相同为宜数相同为宜 6 在同一次实验中在同一次实验中 画力的图示选定的标度要相同画力的图示选定的标度要相同 并且要恰当选定标度并且要恰当选定标度 使力的图示稍大一些使力的图示稍大一些 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 六六 误差分析误差分析 1 读数误差读数误差 减小读数误差的方法 弹簧测力计数据在允许的情况减小读数误差的方法 弹簧测力计数据在允许的情况 下下 尽量大一些尽量大一些 读数时眼睛一定要正视刻度读数时眼睛一定要正视刻度 要按有效要按有效 数字正确读数和记录数字正确读数和记录 2 作图误差作图误差 减少作图误差的方法 作图时两力的对边一定要平减少作图误差的方法 作图时两力的对边一定要平 行行 两个分力两个分力F1 F2间的夹角越大间的夹角越大 用平行四边形作出的用平行四边形作出的 合力合力F的误差的误差 F就越大就越大 所以实验中不要把所以实验中不要把F1 F2间的夹间的夹 角取得太大角取得太大 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 例例1 某同学做某同学做 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 的的 实验时实验时 主要步骤是 主要步骤是 A 在桌上放一块方木板在桌上放一块方木板 在方木板上铺一张白纸在方木板上铺一张白纸 用图钉把白纸钉在方木板上 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用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点点 在橡在橡 皮条的另一端拴上两条细绳皮条的另一端拴上两条细绳 细绳的另一端系着绳套 细绳的另一端系着绳套 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 C 用两个弹簧测力计分别钩住绳套用两个弹簧测力计分别钩住绳套 互成角度地拉互成角度地拉 橡皮条橡皮条 使橡皮条伸长使橡皮条伸长 结点到达某一位置结点到达某一位置O 记录下记录下O点点 的位置的位置 读出两个弹簧测力计的示数 读出两个弹簧测力计的示数 D 按选好的标度按选好的标度 用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测 力计的拉力力计的拉力F1和和F2的图示的图示 并用平行四边形定则求出合力并用平行四边形定则求出合力 F E 只用一只弹簧测力计只用一只弹簧测力计 通过细绳套拉橡皮条使其通过细绳套拉橡皮条使其 伸长伸长 读出弹簧测力计的示数读出弹簧测力计的示数 记下细绳的方向记下细绳的方向 按同一按同一 标度作出这个力标度作出这个力F 的图示 的图示 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 F 比较比较F 和和F的大小和方向的大小和方向 看它们是否相同看它们是否相同 得得 出结论出结论 上述步骤中 上述步骤中 1 有重要遗漏的步骤的序号是有重要遗漏的步骤的序号是 和和 2 遗漏的内容分别是遗漏的内容分别是 和和 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 解析 解析 根据根据 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 实验的操作实验的操作 规程可知规程可知 有重要遗漏的步骤的序号是有重要遗漏的步骤的序号是C E 在在C中未记中未记 下两条细绳的方向下两条细绳的方向 E中未说明是否把橡皮条的结点拉到中未说明是否把橡皮条的结点拉到 了同一位置了同一位置O 答案 答案 1 C E 2 C中未记下两条细绳的方向中未记下两条细绳的方向 E中中 未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 例例2 将橡皮筋的一端固定在将橡皮筋的一端固定在A点点 另一端拴上两另一端拴上两 根细绳根细绳 两根细绳分别连着一个量程为两根细绳分别连着一个量程为5 N 最小刻度为最小刻度为 0 1 N的弹簧测力计的弹簧测力计 当橡皮筋的活动端拉到当橡皮筋的活动端拉到O点时点时 两根两根 细绳相互垂直细绳相互垂直 如图如图3所示所示 这时弹簧测力计的读数可从这时弹簧测力计的读数可从 图中读出图中读出 1 由图中可读得两个相互垂直的拉力大小分别是由图中可读得两个相互垂直的拉力大小分别是 N和和 N 只需读到只需读到0 1 N 2 在图乙中的方格纸上按作图法的要求画出这两个力在图乙中的方格纸上按作图法的要求画出这两个力 及它们的合力及它们的合力 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 图图3 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 解析 解析 1 两弹簧测力计的读数分别为两弹簧测力计的读数分别为4 0 N和和2 5 N 2 作出合力如图作出合力如图4所示所示 图图4 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 答案 答案 1 4 0 2 5 2 图见解析图见解析 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 1 做验证力的平行四边形定则的实验时做验证力的平行四边形定则的实验时 下面列出下面列出 的措施中的措施中 哪些是有利于改进本实验结果的哪些是有利于改进本实验结果的 A 橡皮条弹性要好橡皮条弹性要好 拉到拉到O点时拉力要适当大一些点时拉力要适当大一些 B 两个分力两个分力F1和和F2间的夹角要尽量大一些间的夹角要尽量大一些 C 拉橡皮条时拉橡皮条时 橡皮条橡皮条 细绳和弹簧秤平行贴近木细绳和弹簧秤平行贴近木 板面板面 D 拉橡皮条的绳要细拉橡皮条的绳要细 而且要稍长一些而且要稍长一些 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 解析 解析 拉力拉力 适当适当 大一些能减小误差 而夹角大一些能减小误差 而夹角 尽尽 量量 大一些大一些 则使作图误差变大 橡皮条等则使作图误差变大 橡皮条等 贴近贴近 木板木板 目的是使拉线水平 绳子要细且稍长便于确定力的方向目的是使拉线水平 绳子要细且稍长便于确定力的方向 答案 答案 ACD 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 2 在在 互成角度的两个共点力的合成互成角度的两个共点力的合成 的实验中的实验中 采取下列哪些措施可减小实验误差采取下列哪些措施可减小实验误差 A 两个分力两个分力F1 F2间夹角要尽量大些间夹角要尽量大些 B 两个分力两个分力F1 F2的大小要适当大些的大小要适当大些 C 拉橡皮条的细绳要稍长一些拉橡皮条的细绳要稍长一些 D 实验前实验前 先把所用的两只弹簧秤互相钩住先把所用的两只弹簧秤互相钩住 平放平放 在桌子上在桌子上 向相反方向拉动向相反方向拉动 检查读数是否相同检查读数是否相同 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 解析 解析 B中可使秤的示数在读数时误差减小 中可使秤的示数在读数时误差减小 C中可中可 使拉力的方向确定更准确 使拉力的方向确定更准确 D中是检查弹簧秤的零刻线是中是检查弹簧秤的零刻线是 否准确否准确 本题考查的是减小误差的措施本题考查的是减小误差的措施 因此选项中应尽可能因此选项中应尽可能 从减小误差的角度去分析从减小误差的角度去分析 判断判断 最后直接挑选最后直接挑选 故读数故读数 的精确的精确 作图的准确及弹簧秤的检查理应成为必然的选作图的准确及弹簧秤的检查理应成为必然的选 项项 答案 答案 BCD 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 3 在验证力的平行四边形定则的实验中在验证力的平行四边形定则的实验中 使使b弹簧秤弹簧秤 按图按图5所示位置开始顺时针缓慢转动所示位置开始顺时针缓慢转动 在这过程中保持在这过程中保持O点点 位置不变和位置不变和a弹簧秤的拉伸方向不变弹簧秤的拉伸方向不变 则在整个过程中关则在整个过程中关 于于a b弹簧秤的读数变化是弹簧秤的读数变化是 A a增大增大 b减小减小 B a减小减小 b增大增大 C a减小减小 b先增大后减小先增大后减小 D a减小减小 b先减小后增大先减小后增大 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 解析 解析 如图如图6所示所示 a示数不断减小示数不断减小 b示数先减小后示数先减小后 增大增大 答案 答案 D 图图5 图图6 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 4 下图下图7是甲是甲 乙两位同学在乙两位同学在 验证力的平行四边形验证力的平行四边形 定则定则 实验中所得到的实验结果实验中所得到的实验结果 若用若用F表示两个分力表示两个分力F1 F2的合力的合力 用用F 表示表示F1和和F2的等效力的等效力 则可以判断则可以判断 填填 甲甲 或或 乙乙 同学的实验结果是尊重事实同学的实验结果是尊重事实 的的 图图7 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 解析 解析 由题设可知由题设可知 F为为F1和和F2合力合力 通过平行四边通过平行四边 形定则所得形定则所得 而而F 是是F1和和F2的等效力的等效力 即用一只弹簧秤拉即用一只弹簧秤拉 橡皮条时的拉力橡皮条时的拉力 显然显然F 的方向与细绳应在同一直线上的方向与细绳应在同一直线上 故甲同学是尊重事实的故甲同学是尊重事实的 答案 答案 甲甲 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 5 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 实验中实验中 在水平放在水平放 置的木板上固定一张白纸置的木板上固定一张白纸 把橡皮条的一端固定在把橡皮条的一端固定在O点点 另一端另一端A拴两个细绳套拴两个细绳套 如图如图8所示所示 1 实验所用的测量器材有实验所用的测量器材有 2 写出以后的实验步骤写出以后的实验步骤 图图8 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 解析 解析 1 弹簧测力计弹簧测力计 三角板三角板 或圆规直尺或圆规直尺 2 实验步骤实验步骤 用一个弹簧测力计勾住绳套用一个弹簧测力计勾住绳套 拉拉A至某点至某点P 在纸上在纸上 标出标出P点点 记下拉力记下拉力F的方向和大小的方向和大小 用两个弹簧测力计成角度分别拉住两个绳套用两个弹簧测力计成角度分别拉住两个绳套 使使A 仍到仍到P点点 在纸上记下两个力在纸上记下两个力F1 F2的方向和大小的方向和大小 在在P点用统一标度作出点用统一标度作出F F1 F2的图示的图示 用平行四边形定则作出用平行四边形定则作出F1 F2的合力的合力F 比较比较F 和和F 看是否重合看是否重合 大小大小 方向误差多大方向误差多大 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 答案 答案 1 弹簧测力计弹簧测力计 三角板三角板 或圆规直尺或圆规直尺 2 实验步骤实验步骤 用一个弹簧测力计勾住绳套用一个弹簧测力计勾住绳套 拉拉A至某点至某点P 在纸上在纸上 标出标出P点点 记下拉力记下拉力F的方向和大小的方向和大小 用两个弹簧测力计成角度分别拉住两个绳套用两个弹簧测力计成角度分别拉住两个绳套 使使A 仍到仍到P点点 在纸上记下两个力在纸上记下两个力F1 F2的方向和大小的方向和大小 在在P点用统一标度作出点用统一标度作出F F1 F2的图示的图示 用平行四边形定则作出用平行四边形定则作出F1 F2的合力的合力F 比较比较F 和和F 看是否重合看是否重合 大小大小 方向误差多大方向误差多大 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 6 在在 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 实验中实验中 除了必除了必 要的器材外要的器材外 只用一个弹簧测力计也可以完成只用一个弹簧测力计也可以完成 互成角度互成角度 的两个力的合成的两个力的合成 实验实验 试简述怎样操作才能得到分力试简述怎样操作才能得到分力F1 F2的大小和方向的大小和方向 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 解析 解析 操作步骤 把两条细线中的一条细线与弹簧测操作步骤 把两条细线中的一条细线与弹簧测 力计连接力计连接 然后同时拉这两条细线然后同时拉这两条细线 使橡皮条的一端伸长使橡皮条的一端伸长 到到O点点 记下两条线的方向和弹簧测力计的读数记下两条线的方向和弹簧测力计的读数F1 放回 放回 橡皮条后橡皮条后 将弹簧测力计连接到另一细线上将弹簧测力计连接到另一细线上 再同时拉这再同时拉这 两条细线两条细线 使橡皮条一端伸长到使橡皮条一端伸长到O点点 并使两条细线位于并使两条细线位于 记录下来的方向上记录下来的方向上 记下弹簧测力计的读数记下弹簧测力计的读数F2 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 答案 答案 把两条细线中的一条细线与弹簧测力计连接把两条细线中的一条细线与弹簧测力计连接 然后同时拉这两条细线然后同时拉这两条细线 使橡皮条的一端伸长到使橡皮条的一端伸长到O点点 记记 下两条线的方向和弹簧测力计的读数下两条线的方向和弹簧测力计的读数F1 放回橡皮条后 放回橡皮条后 将弹簧测力计连接到另一细线上将弹簧测力计连接到另一细线上 再同时拉这两条细线再同时拉这两条细线 使橡皮条一端伸长到使橡皮条一端伸长到O点点 并使两条细线位于记录下来的并使两条细线位于记录下来的 方向上方向上 记下弹簧测力计的读数记下弹簧测力计的读数F2 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 图图9 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 7 2009年山东卷年山东卷 某同学在家中尝试验证平行四边形某同学在家中尝试验证平行四边形 定则定则 他找到三条相同的橡皮筋他找到三条相同的橡皮筋 遵循胡克定律遵循胡克定律 和若干小和若干小 重物重物 以及刻度尺以及刻度尺 三角板三角板 铅笔铅笔 细绳细绳 白纸白纸 钉子钉子 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 个钉子个钉子A B上上 另一端与第三条橡皮筋连接另一端与第三条橡皮筋连接 结点为结点为O 将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 为完成该实验为完成该实验 下述操作中必需的是下述操作中必需的是 a 测量细绳的长度测量细绳的长度 b 测量橡皮筋的原长测量橡皮筋的原长 c 测量悬挂重物后橡皮筋的长度测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d 记录悬挂重物后结点记录悬挂重物后结点O的位置的位置 钉子位置固定钉子位置固定 欲利用现有器材欲利用现有器材 改变条件再次验改变条件再次验 证证 可采用的方法是可采用的方法是 物理 高考总复习人教版 新课标 第一模块 必修1 解析 解析 三段相同的橡皮筋三段相同的橡皮筋 具有相同的劲度系数具有相同的劲度系数 故三段橡皮筋的形变量的大小关系就代表了三段橡皮筋承故三段橡皮筋的形变量的大小关系就代表了三段橡皮