（新课标）高考物理一轮复习第二章相互作用实验三验证力的平行四

1、（新课标）高考物理一轮复习第二章相互作用实验三验证力的平行四 实验三 验证力的平行四边形定则 【基本要求】 一、实验目的 1验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则 2培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力 二、实验原理 互成角度的两个力f1、f2与另外一个力f产生相同的效果，看f1、f2用平行四边形定则求出的合力f与f在实验误差允许范围内是否相等 三、实验器材 木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个l 5改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验 【方法规律】 一、数据处理 1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拉力f1和

2、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，此对角线即为合力f的图示 1 2用刻度尺从o点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中弹簧测力计的拉力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 二、注意事项 1同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，读数相同 2在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点o位置一定要相同 3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60100之间为宜 4实验时弹簧测力计应与木板平行，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

3、橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些 5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 6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 三、误差分析 1弹簧测力计本身的误差 2读数误差和作图误差 3两分力f1、f2间的夹角越大，用平行四边形定则作图得出的合力f的误差f也越大 对实验原理和操作的考查 某同学用钩码和弹簧测力计做“验证力的平行四边形定则”实验 (1)请将实验内容补充完整： 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，在另一端

4、绑上两根系有细绳套的细线 b其中一根细线挂上5个质量相等的钩码(每个钩码质量均为50 g)，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录_、结点的位置o和细线方向 c将图甲中钩码取下一个，并将细线用一光滑铁钉b(可随时固定)支开，在另一细线 2 上挂上弹簧测力计，使两细线成一定角度，拉弹簧测力计，如图乙所示，图中、可测cos 3定，当时，橡皮筋正好位于竖直方向且橡皮筋 cos 4 与细线结点的位置与步骤b中结点的位置o重合，此时弹簧测力计的示数应为_n(当地重力加速度g10 m/s) (2)本实验采用的科学方法是_ a理想实验法 b等效替代法 c控制变量法 d建立物理模型法 解析 (1)由实验原理可知本实验

5、利用等效替代法来验证“力的平行四边形定则”，图甲中钩码的重力即合力大小，细线方向即合力方向，所以应记录钩码的个数(细线上的拉力)、结点o的位置和细线方向，在用钩码和弹簧测力计一起拉橡皮筋时，一定要将橡皮筋与细线结点的位置与步骤b中结点的位置o重合，此时应记录钩码个数、弹簧测力计示数及对应的细线方向，分析图乙中结点的受力情况可得水平方向有4mgcos fcos ，代入数据得弹簧测力计的示数应为f3mg1.5 n. (2)由(1)知是等效替代法 答案 (1)钩码的个数(细线上的拉力) 1.5 (2)b 对实验数据处理和误差分析的考查 小明通过实验验证力的平行四边形定则 (1)实验记录纸如图甲所示，

6、o 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力 f1和 f2 的方向分别过 p1 和 p2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力 f3 的方向过 p3 点. 三个力的大小分别为：f13.30 n、f23.85 n和 f34.25 n. 请根据图中给出的标度作图求出 f1和f2的合力 2 (2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度， 发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响实验装置如图乙所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于 o 点，下端 n 挂一重物. 用与白

7、纸平行的水平力缓慢地拉动 3 n，在白纸上记录下n 的轨迹. 重复上述过程，再次记录下 n 的轨迹 两次实验记录的轨迹如图丙所示. 过 o 点作一条直线与轨迹交于 a、b 两点， 则实验中橡皮筋分别被拉伸到 a 和 b 时所受水平拉力 fa、fb 的大小关系为_. (3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有_. (选填选项前的字母) a橡皮筋的长度与受到的拉力成正比 b两次受到的拉力相同时，橡皮筋第 2 次的长度较长 c两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第 2 次受到的拉力较大 d两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大 (4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项 解析 (1)作出的图示如图1所示 (2)重物受力情况如图2所示，由于重力不变，两次实验时，橡皮筋拉力ft的方向相同，故水平拉力f大小相等，即fafb. (3)根据题图丙可知，选项b、d正确，a、c错误