高三物理一轮复习课件人教广东专第二章实验三验证力的平行四边形定则

1、实验理论必备,第二章,课下知能提升,实验三,命题热点例析,一、实验目的 (1)会使用弹簧测力计。 (2)验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则。,二、实验原理 (1)等效法：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，所以一个力F就是这 两个力F1和F2的合力，作出力F的图示， 图实31 如图实31所示。,(2)平行四边形法：根据平行四边形定则作出力F1和F2的合 力F的图示。 (3)验证：比较F和F的大小和方向是否相同，若在误差允 许的范围内相同，则验证了力的平行四边形定则。 三、实验器材 方木板、白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套(

2、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，如图实3 2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。,图实32,五、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

3、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。,六、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，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直至相同为止。 (2)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

4、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。,七、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

5、的误差F也越大。,八、实验改进 本实验用一个弹簧测力计也可以完成实验，具体操作如下： (1)把两条细绳中的一条细绳与弹簧测力计连接，另一条细 绳用手直接抓住，然后同时拉这两条细绳，使结点至O点，记下两条细绳的方向和弹簧测力计的示数F1。,(2)放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一细绳上，用 手再同时拉这两条细绳，使结点至O点，并使两条细绳位于记录下来的方向上，读出弹簧测力计的示数F2。 其他步骤与提供两个弹簧测力计相同。 这种操作的优点是能减小因两个弹簧测力计的不同而带来的误差，但实验过程麻烦。,例1（双选）在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。

6、实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。,(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的_(填字母代号)。 A将橡皮条拉伸相同长度即可 B将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D将橡皮条和绳的结点拉到相同位置,(2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是_(填字母代号)。 A两细绳必须等长 B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 C用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽 可能大 D拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两 点要远些,解析(1)选项B、D能保证两次拉

7、伸橡皮条过程中效果相同，保证两次的拉力是合力和分力关系。 (2)平行四边形是平面图形，所以要探究平行四边形定则，选项B是必须的。选项D能更方便地确定拉力的方向。 答案(1)BD(2)BD,例2李明同学在做“互成角度的两个力 的合成”实验时，利用坐标纸记下了橡皮 筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的 大小，如图实33所示。 (1)试在图中作出无实验误差情况下F1和 图实33 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_。 A两弹簧秤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，两弹簧秤的拉力是分力 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

8、保证两次弹簧秤拉力的效果相同 D若只增大某一只弹簧秤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秤拉力的大小 即可,图实34,(3)如图实34所示是张华和李明两位同学在做以上 实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？(力F是用一只弹簧秤拉时的图示) 答：_。,(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的 主要原因是什么？(至少写出两种情况) 答：_。,解析(1)根据平行四边形定则，作出如图 所示的合力。 (2)根据合力与分力的关系，两个分力都可以 大于合力，因此两弹簧秤的拉力可以同时比 橡皮筋的拉力大，A正确；两弹簧秤的拉力是分力，橡皮筋的拉力与两弹簧秤的拉力的

9、合力等大反向，B错误；C项中的叙述正确；若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只调整另一只弹簧秤拉力的大小不一定能达到效果，有时还要调整方向，D错误。,(3)张华做的符合实验事实。 (4)F1的方向比真实方向偏左。F2的大小比真实值偏大且方向比真实方向偏左。作图时两虚线不分别与F1线和F2线平行。,答案见解析,例3如图实35所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解，A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动。B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向，按如下步骤操作：,图实35,测量绳子与水平杆的夹角AOB 对两个传感器进行调零 用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数 取下钩码，移动传感器A改变角 重复上述实验步骤，得到表格。,(1)根据表格，A传感器对应的是表中力_(选填“F1” 或“F2”)。钩码质量为_ kg(保留1位有效数字)。 (2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是 () A因为事先忘记调零 B何时调零对实验结果没有影响 C为了消除横杆自身重力对结果的影响 D可以完全消除实