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2022版高考物理一轮复习第2章相互作用第3节受力分析共点力的平衡课件202104071339.ppt

2022版高考物理一轮复习第2章相互作用课件+教案打包12套

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2022版高考物理一轮复习第2章相互作用微专题2共点力的动态平衡和平衡中的临界极值问题课件202104071342.ppt---(点击预览)
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2022版高考物理一轮复习第2章相互作用实验3验证力的平行四边形定则课件202104071341.ppt---(点击预览)
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2022版高考物理一轮复习第2章相互作用实验2探究弹力和弹簧伸长量的关系课件202104071340.ppt---(点击预览)
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2022版高考物理一轮复习第2章相互作用课件+教案打包12套,2022,高考,物理,一轮,复习,相互作用,课件,教案,打包,12
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2022 高考 物理 一轮 复习 相互作用 课件 教案 打包 12
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内容简介：
实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系1实验目的(1)探究弹力和弹簧伸长量的关系。(2)学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律。2实验原理(1)如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。(2)用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小f，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组数据(x，f)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与弹簧伸长量间的关系。3实验器材铁架台、毫米刻度尺、弹簧、钩码(若干)、三角板、铅笔、重垂线、坐标纸等。4实验步骤(1)安装：如图所示，将铁架台放在桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否竖直。(2)记原长：记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0，即弹簧的原长。(3)测f、x：在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止时测出弹簧的长度l，求出弹簧的伸长量x和所受的外力f(等于所挂钩码的重力)。(4)重复：改变所挂钩码的数量，重复上述实验步骤(3)，要尽量多测几组数据，将所测数据填写在表格中。5数据处理(1)以弹力f(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图，连接各点得出弹力f随弹簧伸长量x变化的图线。(2)以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数表达式，并解释函数表达式中常数的物理意义。6注意事项(1)所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度，要注意观察，适可而止。(2)每次所挂钩码的质量差适当大一些，从而使坐标点的间距尽可能大，这样作出的图线准确度更高一些。(3)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量，以免增大误差。(4)描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧。(5)记录实验数据时要注意弹力、弹簧的原长l0、总长l及弹簧伸长量x的对应关系及单位。(6)坐标轴的标度要适中。7误差分析(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差。(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差。 教材原型实验1(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，下列说法正确的是_。a弹簧被拉伸时，所挂钩码越多，误差越小b用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态c用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量d用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长l0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度l，把ll0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是选项图中的_。abc d(1)b(2)c(1)弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故a错误；用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态时，才能使钩码所受的重力等于弹簧的弹力，故b正确；弹簧的原长不为零，实验中测得的弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，故c错误；拉力与伸长量之比是劲度系数，由弹簧自身决定，同一弹簧的劲度系数是相同的，不同的弹簧的劲度系数是不同的，故d错误。(2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当弹簧竖直悬挂起来且不挂钩码，即f0时，弹簧的伸长量x0，所以c对。2某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(选填“水平”或“竖直”)。(2)弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为l0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为l1至l6。数据如下表。代表符号l0lxl1l2l3l4l5l6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为_。由表可知所用刻度尺的最小分度为_。(3)图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值(选填“l0”或“lx”)。(4)由图可知弹簧的劲度系数为_n/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g。(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)解析(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向。(2)弹簧静止时，记录原长为l0；表中的数据l3与其他数据有效位数不同，所以数据l3不规范，标准数据应读至cm位的后两位，最后一位应为估计值，精确至mm位，所以刻度尺的最小分度为1 mm。(3)由题图知所挂砝码质量为0时，x为0，所以xl1lx。(4)由胡克定律fkx知，mgk(llx)，即mgkx，所以图线斜率即为劲度系数k n/m4.9 n/m，同理砝码盘质量m kg0.01 kg10 g。答案(1)竖直(2)静止l31 mm(3)lx(4)4.9103(惠州市2021届高三第二次调研)某同学通过不断改变弹簧上的钩码的方法探究“弹簧形变与弹力的关系”(如图甲)。实验中，他所用的钩码每个质量都是1 kg，而后根据测得的数据作出弹簧总长l和所挂钩码质量m的关系图象，如图乙所示。由此可求得：(g10 m/s2)甲乙(1)弹簧的原长是_ cm。(2)弹簧的劲度系数是_ n/m。若将这根弹簧剪掉一半，则新弹簧的劲度系数变成_ n/m。解析(1)弹簧的原长l0即为弹力为零时弹簧的长度，由图知l02 cm；(2)当横坐标表示重力时，lmg图象斜率的倒数表示劲度系数，则k n/m500 n/m，弹簧剪半，可看成两个“半弹簧”串联，设劲度系数为k1k2。当原弹簧受力形变时，每个“半弹簧”形变量为x，则整个弹簧形变量为2x。则有fk2xk1xk2x，所以k1k22k。答案(1)2(2)5001 000处理实验数据的2种常用方法1列表分析法：将实验数据填入表格，分析列表中弹簧拉力f与对应弹簧的形变量x的关系，得出误差范围内为常数的结论。2.图象分析法：(1)根据数据，描点作出fx图象，如图所示。此图象是过坐标原点的一条直线，即f和x成正比关系。(2)作图的规则：要在坐标轴上标明轴名、单位，恰当地选取纵轴、横轴的标度，并根据数据特点正确确定坐标起点，使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸。若弹簧原长较长，则横坐标起点可以不从零开始选择。作图线时，尽可能使直线通过较多坐标描点，不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧(若有个别点偏离太远，则是因偶然误差太大所致，应舍去)。要注意坐标轴代表的物理量的意义，注意分析图象的斜率、截距的意义。 拓展创新实验实验设计创新在“探究弹力和弹簧伸长量的关系并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示。所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度。(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据在如图坐标纸中描点，请作出fl图线。(2)由此图线可得出弹簧的原长l0_ cm，劲度系数k_ n/m。(3)根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)。(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较。优点在于：_；缺点在于：_。解析(1)用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示。(2)弹簧的原长l0即为弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，l05102 m5 cm。劲度系数为图象直线部分的斜率，k20 n/m。(3)记录数据的表格如下：次数123456弹力f/n弹簧的长度l/(102m)弹簧的伸长量x/(102m)(4)优点：避免弹簧自身所受重力对实验的影响。缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差增大。答案(1)见解析(2)520(3)见解析(4)避免弹簧自身所受重力对实验的影响弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差增大创新点解读：本题的创新之处在于实验设计过程中为避免弹簧自重对实验结果的影响，改变弹簧的放置方式。数据处理创新某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系。实验装置如图(a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，p0指向0刻度。设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x。测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s2)。已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm。(a)p1p2p3p4p5p6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(n/m)16356.043.633.828.8(m/n)0.006 10.017 90.022 90.029 60.034 7(1)将表中数据补充完整：_，_。(2)以n为横坐标，为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出 n图象。(b)(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点。若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k_n/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k_n/m。解析(1)根据胡克定律有mgk(xx0)，解得kn/m81.7 n/m，0.012 2 m/n。(2) n图象如图所示。(3)根据图象可知，k与n的关系表达式为k，k与l0的关系表达式为k。答案(1)81.70.012 2(2) n图象见解析(3)在之间均可在之间均可创新点解读：本实验的创新点体现在两处。(1)实验设计采用多指针分段记录伸长量的变化。(2)数据处理中采用“化曲为直”的思想，不是做常见的fx图象而是n的图象。实验目的创新某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系，做了如下实验：a如图所示，将白纸固定在制图板上，橡皮筋一端固定在o点，另一端a系一小段轻绳(带绳结)；将制图板竖直固定在铁架台上。b将质量为m100 g的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置a0；用水平力拉a点，使a点在新的位置静止，描下此时橡皮筋下端点的位置a1；逐步增大水平力，重复5次c取下制图板，量出a1、a2、各点到o点的距离l1、l2、；量出各次橡皮筋与oa0之间的夹角1、2、；d在坐标纸上作出 l的图象如图。完成下列填空：(1)已知重力加速度为g，当橡皮筋与oa0间的夹角为时，橡皮筋所受的拉力大小为_(用g、m、表示)。(2)取g10 m/s2，由图可得橡皮筋的劲度系数k_n/m，橡皮筋的原长l0_m。解析(1)橡皮筋拉力沿竖直方向的分力大小等于钩码重力，fcos mg，f。(2)根据胡克定律，fk(ll0)，f，联立解得l，斜率为，解得k100 n/m；由题图可知，橡皮筋的原长l00.21 m。答案(1)(2)1000.21创新点解读：本题的创新点体现在以测橡皮筋伸长量与拉力的关系替代测伸长量与弹力的关系，借助力的平衡知识和图象结合进行数据分析。1.(2018全国卷)如图(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。图(a)图(b)现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为_ cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为_ n/m(保留3位有效数字)。解析实验所用的游标卡尺最小分度为0.05 mm，游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐，根据游标卡尺的读数规则，题图(b)所示的游标卡尺读数为3.7 cm150.05 mm3.7 cm0.075 cm3.775 cm。托盘中放有质量为m0.100 kg的砝码时，弹簧受到的拉力fmg0.1009.8 n0.980 n，弹簧伸长量为x3.775 cm1.950 cm1.825 cm，根据胡克定律fkx，解得此弹簧的劲度系数k53.7 n/m。答案3.77553.72(1)某次“研究弹簧所受弹力f与弹簧长度l的关系”实验时，得到如图甲所示的fl图象，由图象可知：弹簧原长l0_cm，求得弹簧的劲度系数k_n/m。甲乙(2)按如图乙的方式挂上钩码(已知每个钩码重g1 n)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图乙所示，则指针所指刻度尺示数为_cm。由此可推测图乙中所挂钩码的个数为_个。解析(1)由胡克定律fk(ll0)，结合题图甲中数据得：l03.0 cm，k200 n/m。(2)由题图乙知指针所示刻度为1.50 cm，由fk(l0l)，可求得此时弹力为：f3 n，故所挂钩码的个数为3个。答案(1)3.0200(2)1.5033.如图为某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时的实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，弹簧不挂物体时下端指针所指的刻度为x0，在弹簧下用足够长的轻质细线挂上4个相同的钩码(弹簧处于弹性限度内)，静止置于烧杯t内，控制阀门s通过细胶管向烧杯中缓慢注水，依次浸没4个钩码，记录每浸没一个钩码时指针所指的刻度x1、x2、x3、x4，已知每个钩码质量为m，重力加速度为g，以xn为纵坐标，n为横坐标建立坐标系，作出xn和浸没钩码个数n的关系图线，求得图线斜率为a，纵截距为b，则该弹簧的劲度系数为_，每个钩码所受浮力为_。(用a、b、m、g和x0表示)解析没有加水时，根据胡克定律，弹簧伸长量为：x，故长度为：x0，水漫过n个钩码后，弹簧长度为：xnx0，而xn和浸没钩码个数n的关系图线中，图线斜率为a，纵轴截距为b，故：bx0，a，联立解得：k，f。答案4某同学利用图1所示装置来研究弹簧弹力与形变量的关系。设计的实验如下：a、b是质量均为m0的小物块，a、b间由轻弹簧相连，a的上面通过轻绳绕过两个定滑轮与一个轻质挂钩相连。挂钩上可以挂上不同质量的物块c。物块b下放置一压力传感器。物块c右边有一个竖直的直尺，可以测出挂钩下移的距离。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度g9.8 m/s2。实验操作如下：图1图2(1)不悬挂物块c，让系统保持静止，确定挂钩的位置o，并读出压力传感器的示数f0。(2)每次挂上不同质量的物块c，用手托住，缓慢释放。测出系统稳定时挂钩相对o点下移的距离xi，并读出相应的压力传感器的示数fi。(3)以压力传感器示数为纵坐标，挂钩下移距离为横坐标，根据每次测量的数据，描点作出fx图象如图2所示。由图象可知，在实验误差范围内，可以认为弹簧弹力与弹簧形变量成_(选填“正比”“反比”或“不确定关系”)；由图象可知：弹簧劲度系数k_n/m。解析(3)对b分析，根据平衡条件有：f弹m0gf，可知f与弹簧弹力呈线性关系，又f与x呈线性关系，可知弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比；由题意可知，fx图线斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数，则k n/m98 n/m。答案(3)正比98- 12 -实验三验证力的平行四边形定则1实验目的(1)验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。(2)培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力。2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同。3实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺。4实验步骤(1)钉白纸：用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上。(2)定o点：用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置o。如图甲所示。甲乙(3)求合力：用铅笔描下结点的位置o和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力f。(4)测合力：只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置o，记下弹簧测力计的读数f和细绳的方向，如图乙所示。(5)比较：比较f与用平行四边形定则求得的合力f，看它们在实验误差允许的范围内是否相同。5注意事项(1)使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要调整指针使其指在零刻度处。再将两只弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，如果两个示数相同方可使用。(2)实验中的两个细绳套不要太短。(3)在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。(4)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。(5)在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计的轴线方向。弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内。要防止弹簧测力计卡壳，防止弹簧测力计或橡皮条与纸面有摩擦。(6)在同一实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。6误差分析(1)弹簧测力计调零不准确以及橡皮条老化造成误差。(2)读数误差、作图误差及其他操作不当造成的误差。 教材原型实验1某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中a为固定橡皮条的图钉，o为橡皮条与细绳的结点，ob和oc为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。甲乙(1)如果没有操作失误，图乙中的f与f两力中，方向一定沿ao方向的是_。(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(3)实验时，主要的步骤是：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钩住绳套，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个弹簧测力计的拉力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：有重要遗漏的步骤的标号是_和_；遗漏的内容分别是_和_。解析(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至o点的拉力一定沿ao方向；而根据平行四边形定则作出的合力，由于误差的存在，不一定沿ao方向，故一定沿ao方向的是f。(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故本实验采用等效替代法，b正确。(3)根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤可知，有重要遗漏的步骤的标号是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同一位置o。答案(1)f(2)b(3)cec中应加上“记下两条细绳的方向”e中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置o”2某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在桌面上，如图(a)所示。将橡皮筋的一端q固定在y轴上的b点(位于图示部分之外)，另一端p位于y轴上的a点时，橡皮筋处于原长。(1)用一只测力计将橡皮筋的p端沿y轴从a点拉至坐标原点o。此时拉力f的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示，f的大小为_n。(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋p端回到a点，现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将p端拉至o点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为f14.2 n和f25.6 n。()用5 mm长度的线段表示1 n的力，以o点为作用点，在图(a)中画出力f1、f2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力f合；()f合的大小为_n，f合与拉力f的夹角的正切值为_。若f合与拉力f的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。解析(1)由题给测力计示数可知，读数为4.0 n。(2)作图，f2长度为28 mm，f1长度为21 mm，平行四边形如图，量出合力长度约为20 mm，大小代表4.0 n，量出合力箭头处到y轴距离和所作合力在y轴上投影长度，其比值就是f合与拉力f的夹角的正切值。答案(1)4.0(2)()见解析()4.00.053请完成“验证力的平行四边形定则”实验的相关内容。(1)如图甲所示，在铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在a点，另一端拴两个细绳套。甲乙丙丁(2)如图乙所示，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为o点，记下此时弹簧测力计的示数f1和f2及_。(3)如图丙所示，用一个弹簧测力计拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点拉到o点，记下此时弹簧测力计的示数f_n和细绳的方向。(4)如图丁所示，已按一定标度作出了f1、f2和f的图示，请用作图法作出f1和f2的合力。(5)合力与f大小相等，方向略有偏差，如果此偏差仅由f1引起，则原因是f1的大小比真实值偏_、f1与f2的夹角比真实夹角偏_。(均填“大”或“小”)解析(2)要记下两分力f1和f2的方向。(3)弹簧测力计的示数要估读一位，即f3.00 n。(4)由力的图示作出f1和f2的合力f，如图所示。(5)由图所示，将f1减小或减小f1与f2的夹角，合力f与f更接近重合，则原因是f1的大小比真实值偏大、f1与f2的夹角比真实夹角偏大。答案(2)两细绳的方向(3)3.00(4)见解析图(5)大大1实验操作牢记“一注意”和“两记录”：(1)注意两次结点o的位置必须相同。(2)两个弹簧测力计拉橡皮条时，记录两弹簧测力计示数、两绳方向和结点o的位置。(3)一个弹簧测力计拉橡皮条时，记录弹簧测力计示数和细绳方向。2数据分析要关注“三种误差原因”(1)用两个测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内，这样得到的两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小。(2)结点o的位置和两个测力计的方向画得不准，造成作图的误差。(3)作图比例不恰当造成作图误差。 拓展创新实验实验器材创新一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则。甲乙丙(1)如图甲，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶_时电子秤的示数f。(2)如图乙，将三细线l1、l2、l3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉a和水壶带上。水平拉开细线l1，在白纸上记下结点o的位置、_和电子秤的示数f1。(3)如图丙，将另一颗墙钉b钉在与o同一水平线上，并将l1拴在其上。手握电子秤沿着(2)中l2的方向拉开细线l2，使_和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数f2。(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力f、f1、f2的图示，根据平行四边形定则作出f1、f2的合力f的图示，若_，则平行四边形定则得到验证。解析(1)要测量装满水的水壶的重力，需记下水壶静止时电子秤的示数f。(2)要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点o的位置的同时，也要记录三细线的方向以及电子秤的示数f1。(3)已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点o位置不能变化，力的方向也不能变化，所以应使结点o的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数f2。(4)根据平行四边形定则作出f1、f2的合力f的图示，若f和f在误差允许的范围内重合，则平行四边形定则得到验证。答案(1)静止(2)三细线的方向(3)结点o的位置(4)f和f在误差允许的范围内重合创新点解读：本题创新点在于利用电子秤代替弹簧测力计，可以直接读出力的大小，将同一电子秤分别用于图(甲)、(乙)、(丙)三幅图中，可得出三根细线中拉力的大小，根据平行四边形定则作图验证。实验目的创新如图所示，某实验小组的同学利用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：(g取10 m/s2)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。f11.0010.5801.002f20.8680.2910.8653060150(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(保留一位有效数字)。(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可以完全消除实验的误差解析(1)a传感器中的力均为正值，故a传感器对应的是表中力f1，平衡时，mgf1 sin ，当30时，f11.001 n，可求得m0.05 kg。(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是消除横杆自身重力对结果的影响，故c正确。答案(1)f10.05(2)c创新点解读：本题的创新点在于利用力的平衡原理探究力的分解，保持重物重力不变(即合力不变)，利用传感器探究两分力与角度变化的关系。实验原理创新(2021河北新高考适应性考试)为验证力的平行四边形定则，某同学准备了以下器材：支架，弹簧，直尺，量角器，坐标纸，细线，定滑轮(位置可调)两个，钩码若干。支架带有游标尺和主尺，游标尺(带可滑动的指针)固定在底座上，主尺可升降，如图1所示。图1图2图3实验步骤如下：(1)仪器调零。如图1，将已测量好的劲度系数k为5.00 n/m 的弹簧悬挂在支架上，在弹簧挂钩上用细线悬挂小钩码作为铅垂线，调节支架竖直。调整主尺高度，使主尺与游标尺的零刻度对齐。滑动指针，对齐挂钩上的o点，固定指针。(2)搭建的实验装置示意图如图2。钩码组ma40 g，钩码组mb30 g，调整定滑轮位置和支架的主尺高度，使弹簧竖直且让挂钩上o点重新对准指针。实验中保持定滑轮、弹簧和铅垂线共面。此时测得36.9，53.1，由图3可读出游标卡尺示数为_ cm，由此计算出弹簧拉力的增加量f_ n。当地重力加速度g为9.80 m/s2。(3)请将第(2)步中的实验数据用力的图示的方法在图框中做出，用平行四边形定则做出合力f。(4)依次改变两钩码质量，重复以上步骤，比较f和f的大小和方向，得出结论。实验中铅垂线上小钩码的重力对实验结果_(填写“有”或“无”)影响。解析(2)游标卡尺精度为0.1 mm，读数为97 mm80.1 mm97.8 mm9.78 cm则弹簧拉力的增量为fkx59.78102 n0.489 n。(3)根据题意可知oa绳产生的拉力为foamag401039.8 n0.392 n，ob绳产生的拉力为fobmbg301039.8 n0.294 n做出力的图示如图所示：(4)在求解合力的过程中，求解的是弹簧弹力的变化量，所以小钩码的重力对实验结果无影响。答案(2)9.780.489(3)见解析图(4)无创新点解读：本实验创新之处在于应用胡克定律，将教材实验中读数转化为弹簧拉力的增量和钩码重力，从而减小了读数带来的误差，同时两定滑轮也确定了两拉力方向的准确性。1.有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮a和b，将绳子打一个结点o，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力f1、f2和f3，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是_。a钩码的个数n1n22，n34b钩码的个数n1n33，n24c钩码的个数n1n2n34d钩码的个数n13，n24，n35(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是_。a标记结点o的位置，并记录oa、ob、oc三段绳子的方向b量出oa、ob、oc三段绳子的长度c用量角器量出三段绳子之间的夹角d用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图中_是正确的。(选填“甲”或“乙”)甲乙解析(1)此实验中的分力与合力的大小关系必须满足：|f1f2|f3f1f2，因此b、c、d选项是可以的。(2)a(3)实验中f3是竖直向下的，所以甲是正确的。答案(1)bcd(2)a(3)甲2.(2020福建宁德市质检)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”，设计的实验装置如图。固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心o的正上方a点，另一端系绳套1和绳套2。(1)实验步骤如下：弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达o点，记下弹簧测力计的示数f；弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到o点，此时绳套1沿0方向，绳套2沿120方向，弹簧测力计的示数为f1；根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力f1_；比较_，即可初步验证力的平行四边形定则。(2)将绳套1由0方向缓慢转动到60方向，同时绳套2沿120方向不变，此过程中保持橡皮筋的结点在o点不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是_。a逐渐增大b先增大后减小c逐渐减小d先减小后增大解析(1)根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力f1ftan 30f；比较f1和f1的大小，即可初步验证力的平行四边形定则。(2)保持绳套2方向不变，绳套1从0方向向下缓慢转动60，此过程中保持橡皮筋的结点在o点不动，说明两个绳套拉力的合力不变，作图如下：由图可知，绳套1的拉力先减小后增大，故a、b、c错误，d正确。答案(1)ff1与f1的大小(2)d3某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下实验器材验证平行四边形定则：刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子、质量不同的小重物若干、木板。实验方案如下：甲乙将橡皮筋的两端分别与两条细绳相连，测出橡皮筋的原长；将橡皮筋一端细绳用钉子固定在竖直木板上的a点，在橡皮筋的中点o用细绳系住重物，使重物自然下垂，如图甲所示；将橡皮筋的另一端细绳固定在竖直木板上的b点，如图乙所示。(1)为完成本实验，下列还必须测量的物理量为_。(填选项前字母)a小重物的质量b细绳的长度c图甲中oa段橡皮筋的长度d图乙中oa和ob段橡皮筋的长度(2)在完成本实验的过程中，必须注意的事项是_。(填选项前字母)a橡皮筋两端连接的细绳长度必须相同b图乙中a、b两点必须等高c图乙中连接小重物的细绳必须在oa、ob夹角的角平分线上d记录图甲中o点的位置和oa的方向e记录图乙中o点的位置和oa、ob的方向(3)若钉子位置固定，利用现有器材改变实验效果，可采用的方法是_。解析(1)橡皮筋遵循胡克定律，要测量拉力可以通过测量橡皮筋的长度和原长，得到橡皮筋的伸长量，根据拉力大小与伸长量成比例作力的图示。为了使两次实验效果相同，必须记下题图甲中oa段橡皮筋的长度、题图乙中oa和ob段橡皮筋的长度作参照，故选c、d。(2)橡皮筋连接的细绳要稍微长些，并非要求等长，a错误；题图乙中a、b两点不用必须等高，b错误；题图乙中连接小重物的细绳可以在oa、ob夹角的角平分线上，也可以不在角平分线上，c错误；题图甲中o点的位置和oa的方向不需要记录，d错误；需要记录题图乙中o点的位置和oa、ob的方向，e正确。(3)在钉子位置不变的情况下，要改变实验效果，只有改变小重物的质量。故可采用的方法是更换小重物。答案(1)cd(2)e(3)更换小重物4(2020山东潍坊市模考)某同学在家中做“验证力的平行四边形定则”实验。实验器材有橡皮筋、小铁块、轻弹簧、细线、直尺、废圆表盘。实验步骤如下：在弹簧下挂小铁块，弹簧伸长6.0 cm。将表盘竖直固定，橡皮筋上端固定在表盘的“12”处，下端拴上两根细线套a、b，先用弹簧竖直向下拉线套a，使橡皮筋下端至表盘中心o点处，此时弹簧伸长了10.0 cm。此时拉皮筋的力记为f。再将小铁块挂在线套b上，并将其搭在表盘“4”处的光滑钉子上，用弹簧拉线套a，调整弹簧拉力的大小和方向，使皮筋下端到达o点时，线套a正好经过“7”处，此时弹簧伸长了8.2 cm，将弹簧的拉力记为f1，铁块的拉力记为f2。以f1、f2两力为邻边作出平行四边形，若其对角线对应的力f与f的偏差在误差允许范围内，则该同学验证了力的平行四边形定则。请回答下列问题：(1)实验中为什么第二次拉橡皮筋时也使其下端到达o点？_。(2)该同学取弹簧伸长2 cm为单位力长度，过o点作出了力f的图示，请你在图中再画出f1、f2和f力的图示。解析(1)为了保证两次拉皮筋的力效果相同，则第二次拉橡皮筋时也使其下端到达o点；(2)如图，因铁块的拉力使弹簧伸长6 cm，则对应的力f2为3个单位；弹簧伸长8.2 cm时对应的力f1为4.1个单位，则受力图如图：答案(1)保证两次拉橡皮筋的力效果相同(2)见解析图- 12 -微专题二共点力的动态平衡和平衡中的临界、极值问题 共点力的动态平衡1动态平衡：“动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力，是动态力，力的大小或方向发生变化，但变化过程中的每一个状态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡。在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述。2分析动态平衡问题的方法方法步骤示例及特点解析法(1)列平衡方程得出未知量与已知量的关系表达式；(2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况画受力分析图，完成平行四边形构建特殊几何关系图解法(1)根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化；(2)确定未知量大小、方向的变化三力，一力恒定，一力方向不变相似三角形法(1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形，确定对应边，利用三角形相似知识列出比例式；(2)确定未知量大小的变化情况三力，一力恒定，另外两力大小、方向都变力三角形和几何三角形相似(广东卓越联盟2021届高三年级第一次调研)如图所示，粗糙斜面体c静止在水平地面上，一轻质细线跨过其顶端的光滑定滑轮，一端拴接物块a，另一端与另外一根细线结于o点。结点o下方细线竖直悬挂一质量为m的物块b，现在结点o处施加一水平向左的力f，使物块缓慢移动直到结点o上方的细线与竖直方向成60角，斜面体c始终静止，下列说法正确的是()a水平拉力f逐渐增大b细线对物块a的拉力逐渐减小c斜面对a的摩擦力逐渐减小d细线与竖直方向成60角时，地面对斜面的摩擦力为mga以结点o为研究对象，由图可知，fmgtan ，所以水平拉力f逐渐增大，t，所以细线对物块a的拉力也逐渐增大，故a正确，b错误；因为两物块的质量关系未知，所以无法判断斜面对物块a的摩擦力的大小和方向，故c错误；以整个系统为研究对象，地面对斜面的摩擦力应与水平拉力大小相等，方向相反，故而此时应为mg，d错误。故选a。1(2021重庆市新高考适应性考试)如图所示，垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的m点。通过细线将小球从m点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，细线始终保持在小球处与半圆相切。下列说法正确的是()a细线对小球的拉力先增大后减小b小球对柱体的压力先减小后增大c柱体受到水平地面的支持力逐渐减小d柱体对竖直墙面的压力先增大后减小d以小球为对象，设小球所在位置沿切线方向与竖直方向夹角为，沿切线方向有ftmgcos ，沿半径方向有fnmgsin ，通过细线将小球从m点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中增大，所以细线对小球的拉力减小，小球对柱体的压力增大，故a、b错误；以柱体为对象，竖直方向有f地mgfnsin mgmgsin2 ，水平方向有f墙fncos mgsin cos mgsin 2，增大，柱体受到水平地面的支持力逐渐增大；柱体对竖直墙面的压力先增大后减小，当45时柱体对竖直墙面的压力最大，故d正确，c错误。故选d。2.(多选)(2019全国卷t19)如图所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块n，另一端与斜面上的物块m相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动n，直至悬挂n的细绳与竖直方向成45。已知m始终保持静止，则在此过程中()a水平拉力的大小可能保持不变bm所受细绳的拉力大小一定一直增加cm所受斜面的摩擦力大小一定一直增加dm所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加bd对n进行受力分析如图所示，因为n的重力与水平拉力f的合力和细绳的拉力t是一对平衡力，从图中可以看出水平拉力的大小逐渐增大，细绳的拉力也一直增大，选项a错误，b正确；m的质量与n的质量的大小关系不确定，设斜面倾角为，若mngmmgsin ，则m所受斜面的摩擦力大小会一直增大，若mng90，现使bca缓慢变小，直到bca30。此过程中，轻杆bc所受的力()a逐渐减小b逐渐增大c大小不变d先减小后增大c以结点b为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图如图所示，根
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本文标题：2022版高考物理一轮复习第2章相互作用课件+教案打包12套
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