高三物理复习 实验2：验证力的平行四边形定则课件 新人教版.ppt

实验2 验证力的平行四边形定则 一 实验目的1 验证力的平行四边形定则 2 掌握弹簧秤的构造 调节方法和使用方法 二 实验原理如果两个互成角度的共点力f1 f2作用于橡皮筋的结点上 与只用一个力f 作用于橡皮筋的结点上 所产生的效果相同 橡皮条在相同方向上伸长相同的长度 那么 f 就是f1和f2的合力 根据平行四边形定则作出两共点力f1和f2的合力f的图示 应与f 等大同向 三 实验器材方木板一块 白纸 弹簧秤 两只 橡皮条 细绳套 两个 三角板 刻度尺 图钉 几个 四 实验步骤1 用图钉把白纸钉在方木板上 2 把方木板平放在桌面上 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 固定点a在纸面外 3 用两只弹簧秤分别钩住细绳套 互成角度地拉橡皮条 使橡皮条伸长 结点到达某一位置o 如图2 4 1所示 位置o须处于纸面以内 4 用铅笔描下o的位置和两细绳套的方向 并记录弹簧秤的读数 5 从力的作用点 位置o 沿着两细绳套的方向画直线 按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力f1和f2的图示 并用平行四边形定则作出合力f的图示 6 只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置o 记下弹簧秤的读数和细绳的方向 用刻度尺从o点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力f 的图示 7 比较力f 的图示与合力f的图示 看两者是否等长 同向 8 改变两个力f1和f2的大小和夹角 再重复实验两次 图2 4 1 五 注意事项1 不要直接以橡皮条端点为结点 可拴一短细绳再连两细绳套 以三绳交点为结点 使结点小些 便于准确地记录结点o的位置 2 不要用老化的橡皮条 检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条 要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有无变化 3 弹簧秤在使用前应水平放置 然后检查 校正零点 将两弹簧秤互相勾着水平拉伸 选择两只读数完全一致的弹簧秤使用 4 在同一次实验中 使橡皮条拉长时结点o的位置一定要相同 5 用两只弹簧秤钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时 夹角不宜太大 也不宜太小 以60 100 之间为宜 6 读数时应注意使弹簧秤与木板平行 并使细绳套与弹簧秤的轴线在同一条直线上 避免弹簧秤的外壳与弹簧秤的限位孔之间有摩擦 读数时眼睛要正视弹簧秤的刻度 在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度范围内的前提下 拉力的数值应尽量大些 7 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 取掉细绳套后 再将所标点与o点连直线确定力的方向 8 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 六 误差分析本实验的误差主要来自以下五个方面 1 用描点法记录的拉力方向不够准确 2 所作平行四边形的对边不严格平行 3 拉橡皮条时 没有做到橡皮条及两细绳套平行于木板 使在纸上所描下的拉力方向并不是拉力的真实方向 4 没有校准弹簧秤的零点 两只弹簧秤的刻度不准确 5 弹簧的拉杆与限位孔有摩擦 使弹簧秤读数并不能真实地表示细绳中拉力的大小 特别提醒 弹簧秤的选取方法是 将两只弹簧秤调零后 互勾水平对拉 若两只弹簧秤在对拉的过程中 读数相同 则可选用 若读数不同 应另换 直到相同为止 弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用 使用前要检查指针是否指在零刻度线 否则应校正零位 读数时应正对 平视刻度 热点一实验方法 步骤的考查 例1 某同学做 验证力的平行四边形定则 实验时 主要步骤是 a 在桌面上放一块方木板 在方木板上铺一张白纸 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a点 在橡皮条的另一端拴上两条细绳 细绳的另一端系着绳套 c 用两个弹簧测力计分别勾住绳套 互成角度地拉橡皮条 使橡皮条伸长 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的拉力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 通过细绳套拉橡皮条使其伸长 读出弹簧测力计的示数 记下细绳的方向 按同一标度作出这个力f 的图示 f 比较f 和f的大小和方向 看它们是否相同 得出结论 上述步骤中 1 有重要遗漏的步骤的序号是 和 2 遗漏的内容分别是 和 解析 据验证力的平行四边形定则的操作规程可知 有重要遗漏的步骤的序号是c e 在c中未记下两条细绳的方向 e中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置o 记下两条绳的方向 把橡皮条的结点拉到同一位置o c e 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 如图2 4 2所示 实验中需用两个弹簧秤分别钩住绳套 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 在使用弹簧秤时 要注意使弹簧秤与木板平行其中正确的是 填入相应的字母 1 图2 4 2 c 例2 在做 验证力的平行四边形定则 实验时 1 除已有的器材 方木板 白纸 弹簧秤 细绳套 刻度尺 图钉和铅笔 外 还必须有 和 2 要使每次合力与分力产生相同的效果 必须 a 每次将橡皮条拉到同样的位置b 每次把橡皮条拉直c 每次准确读出弹簧秤的示数d 每次记准细绳的方向 3 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 某同学的实验结果如图2 4 3所示 其中a为固定橡皮条的图钉 o为橡皮条与细绳结点的位置 图中 是力f1与f2的合力的理论值 是力f1与f2的合力的实验值 通过把 和 进行比较 验证平行四边形定则 解析 1 根据实验器材的要求可知 还必须有橡皮条和三角板 用来作平行四边形 2 根据实验原理知正确答案为a 3 在本实验中 按照平行四边形定则作出的合力为f1和f2的合力的理论值 而用一个弹簧秤拉时测出的力为f1和f2的合力的实验值 图2 4 3 橡皮条 三角板 a f f f f 热点二实验原理 误差的分析 2 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2 4 4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的夹角比真实值偏 图2 4 4 大 大 例3 将橡皮条的一端固定在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 当橡皮条的活动端拉到o点时 两根细绳相互垂直 如图2 4 5所示 这时弹簧测力计的读数可从图中读出 1 由图中可读得两个相互垂直拉力的大小分别是 n和 n 只需读到0 1n 2 在本题的方格纸上按作图法的要求 画出这两个力及它们的合力 名师支招 注意弹簧测力计的最小刻度和量程 按题目要求或有效数字规则进行读数 才能得到正确的测量结果 认真作图是得到正确结果的保证 应恰当选取合适的标度 图2 4 5 图2 4 6 解析 读弹簧秤示数时 应注意首先找零刻度 尤其是竖直放置的那个弹簧秤 它的弹簧是倒置的 它的读数是2 5n 而不是3 5n 水平放置的弹簧秤读数是4 0n 用方格纸上八个方格长表示 2 5 4 0 热点三实验数据的处理 如图2 4 7所示 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 用两个弹簧测力计把橡皮