吉林省长市第五中学高中物理 第三章 第七节 实验 验证力的平行四边形定则同步创新课件 新人教版必修1.ppt

第七节实验 验证力的平行四边形定则 实验目的 验证力的平行四边形定则 基础知识梳理 实验原理 一个力f 的作用效果与两个共点力f1和f2的共同作用效果都是把橡皮条拉伸到某点 所以f 为f1和f2的合力 作出f 的图示 再根据平行四边形定则作出f1和f2的合力f的图示 比较f 和f是否大小相等 方向相同 如果在误差范围内 f 和f相同 那么力的平行四边形定则就正确 实验器材 方木板 白纸 弹簧测力计即弹簧秤 两只 三角板 刻度尺 图钉 几个 细芯铅笔 橡皮条 细绳套 两个 弹簧测力计测力原理是根据胡克定律 其适用范围是在弹性限度内 刻度是0 5n 分度值是0 1n 它的拉杆和钩的质量较大 且零点是在竖直情况下校准的 因此水平使用时要重新调零点 弹簧测力计的伸长方向要和所测拉力方向一致 弹簧测力计 指针 拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦 实验步骤 1 用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上 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 互成角度拉橡皮条 将结点拉到某一位置o 如图3 7 1 记录两弹簧测力计的读数 用铅笔描下o点的位置及此时两条细绳套的方向 图3 7 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 f2的图示 并以f1和f2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形 过o点画平行四边形的对角线 即为合力f的图示 5 只用一只弹簧测力计钩住细绳套 把橡皮条的结点拉到同样位置o 记下弹簧测力计的读数和细绳的方向 用刻度尺从o点按选定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 7 改变两个力f1 f2的大小和夹角 重复实验两次 一 弹簧秤的选用1 弹簧测力计的选取方法是 将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉 若两只弹簧在对拉过程中 读数相同 则可选 若读数不同 应另换 直至相同为止 2 弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下使用 3 使用前要检查指针是否指在零刻度线上 否则应校正零位 无法校正的要记录下零误差 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 核心要点突破 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 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 保证作用效果相同 3 不要用老化的橡皮条 检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条 要反复做几次 使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化 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点连直线确定力的方向 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 6 用两个弹簧测力计勾住细绳套互成角度地拉橡皮条时 其夹角不宜太小 也不宜太大 以60 到100 之间为宜 三 实验误差分析1 弹簧测力计使用前没调零会造成系统误差 2 使用中 弹簧测力计的弹簧和外壳之间 指针和外壳之间或弹簧测力计外壳和纸面之间有摩擦力存在会造成系统误差 3 两次测量拉力时 橡皮条的结点o没有拉到同一点会造成偶然误差 4 读数时眼睛一定要正视 要按有效数字正确读数和记录 两力的对边一定要平行 否则会造成误差 5 在应用平行四边形定则作图时 f1 f2及合力f作图不准确 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 课堂互动讲练 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 记下细绳套的方向 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 思路点拨 考查学生对实验原理的理解 对实验过程 实验步骤的掌握情况 解析 根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 答案 1 ce 2 记下两条绳的方向把橡皮条的结点拉到同一位置o 方法总结 这类题的解答关键是理解实验原理 学习时要引起重视 然后合理设计实验步骤完成实验 2010年北京东城质检 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3 7 2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3 7 2 思路点拨 根据平行四边形定则作图 由平行四边形的边角关系判断 图3 7 3 解析 作平行四边形合成图如图3 7 3 f1的真实值为f10 合力的真实值为f f1为测量值 合力的测量值为f 由图可知 f1的大小比真实值偏大 f1的方向使它与f2的方向夹角比真实值偏大 大于 0 答案 大大 方法总结 作图法是物理学的重要研究方法之一 也是分析问题的一种方法 在学习过程中要有意识地进行训练 认真进行误差分析 找出误差产生的原因 才能进一步改进实验方法 提高实验的精确度 得到更合理的结论 某同学在做 验证力的平行四边形定则 实验时 利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置o点以及两只弹簧测力计拉力的大小 如图3 7 4所示 1 试在图中作出无实验误差情况下f1和f2的合力图示 并用f表示此力 2 有关此实验 下列叙述正确的是 图3 7 4 a 两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大b 橡皮筋的拉力是合力 两弹簧测力计的拉力是分力c 两次拉橡皮筋时 需将橡皮筋结点拉到同一位置o 这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同d 若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变 只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可 解析 1 用平行四边形定则作图 即以f1 f2为两邻边作平行四边形 对角线就表示合力f 标上箭头表明方向 2 两分力可以同时大于合力 故a正确 结点受三个力作用处于平衡状