【步步高】2013届高三物理一轮复习实验专题（3）验证力的平行四边形定则导学案 新人教版

用心 爱心 专心1 图 1 实验三实验三 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 一 实验目的 验证力的平行四边形定则 二 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 的大小和方向是否都相同 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 三 实验器材 方木板 白纸 弹簧测力计 两只 橡皮条 细绳套 两个 三角板 刻度尺 图钉 几个 细芯铅笔 四 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 使橡皮 条与绳的结点伸长到某一位置O 如图 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 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 五 数据处理 1 用铅笔和刻度尺从结点O沿两细绳套方向画直线 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只用一只弹簧测力计时的拉力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 六 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 作图时要画准结点O的位置和两个测力计的方向 两个分力 F1 F2间的夹角越大 用平行四边形定则作出的合力F的误差 F就越大 所以实验时 不要把F1 F2间的夹角取得太大 作图比例要恰当 用心 爱心 专心2 图 2 图 3 七 注意事项 1 在同一次实验中 使橡皮条拉长时 结点O位置一定要相同 2 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 90 之间为宜 3 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和弹簧测力计的限位孔之间有摩擦 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 4 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 5 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 记忆口诀 结点位置O确定 两绳夹角要适中 力秤木板要平行 眼睛读数垂直秤 细绳套应适当长 铅笔两点定方向 画力标度要适当 不然误差要粗放 例 1 2011 江苏单科 10 某同学用如图 2 所示的实验装置 来验证 力的平行四边形定则 弹簧测力计A挂于固定点P 下端 用细线挂一重物M 弹簧测力计B的一端用细线系于O点 手 持另一端向左拉 使结点O静止在某位置 分别读出弹簧测 力计A和B的示数 并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的 位置和拉线的方向 1 本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N 图中A的示数为 N 2 下列不必要的实验要求是 请填写选项前对应的字母 A 应测量重物M所受的重力 B 弹簧测力计应在使用前校零 C 拉线方向应与木板平面平行 D 改变拉力 进行多次实验 每次都要使O点静止在同一位置 3 某次实验中 该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程 请您提出两个解决办 法 例 2 如图 3 所示 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 用心 爱心 专心3 图 4 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 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 6 等效法和作图法 例 3 在验证力的平行四边形定则的实验中 根据实验数据画出力 的 图示 如图 4 所示 图上标出了F1 F2 F F 四个力 其中 填上述字母 不是由弹簧秤直接测得的 若F与F 的 基本相等 基本相同 说明力的平行四边形定则得到了验证 例 4 某同学在坐标纸上画出了如图 5 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 下列关于 F1 F2 F 1 2之间的关系正确的是 图 5 A F1 4 N B F 12 N C 1 45 D 1 2 B C 对 跟踪训练 1 BC 2 B 随堂训练 1 BCD 2 1 BD 2 BD 3 1 B 钩码个数 或细线拉力