验证力的平行四边形定则实验三课件

1、实验三验证力的平行四边形定则本节目录基础理论储备知能优化演练创新实验评析经典例题展示基础理论储备实验目的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实验原理等效思想：使一个力F的作用效果和两个力F1和F2的作用效果相同，就是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，所以F为F1和F2的合力，作出力F的图示，再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F、F在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉、铅笔实验步骤1用图钉把白纸钉在水平桌面

2、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，使橡皮条伸长到某一位置O.用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数注意在使用弹簧测力计的时候，要使它的弹簧与木板平面平行4用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两绳套的方向画直线，按选定的标度作这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，以F1和F2为邻边利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只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同一位置O.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

3、的图示6比较力F与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，在实验误差允许的范围内看它们是否相等7改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验误差分析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也越大注意事项1.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点O位置一定要相同.2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6090之间为宜3读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳和弹簧测力计的限位孔之间有摩擦读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量

4、程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些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点连接,即可确定力的方向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拓展创新1拉力在水平面内改为在竖直平面内做实验，更容易使弹簧拉力在同一平面内2弹簧测力计用力传感器取代，可避免摩擦的影响，使读数更方便、精确考点1对实验原理和实验步骤的考查 (2013长沙模拟)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

5、绳图乙是在白纸上根据实验结果画出的图经典例题展示例1(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在桌上放一块方木块，在方木块上铺一张白纸，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套住绳套，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

6、用平行四边形定则求出合力F；E只用一只弹簧测力计，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序号是_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B正确(3)根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.在C中未记下两

7、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”考点2对实验数据处理的考查 (2013包头一中高三月考)将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直,如图甲所示这时弹簧测力计的读数可从图中读出例2甲乙(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_ N和_ N.(2)在如图乙所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力【解析】

8、(1)弹簧测力计的最小刻度为0.1 N，读数时应估读一位，所以读数分别为2.50 N和4.00 N.(2)取一个小方格的边长表示0.50 N，作出两个力及它们的合力如图所示【答案】(1)2.504.00(2)见解析创新实验评析【范例】如图所示,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：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

9、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，mgF1sin，当30时，F11.001 N，可求得m0.05 kg.(2)在挂钩码之前，

10、对传感器进行调零，目的是为了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【名师点评】本实验属实验仪器的创新，用传感器测力更方便、更精确知能优化演练本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放第3章牛顿运动定律2014高考导航考纲展示热点视角1.牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用2.超重和失重 3.单位制：要知道中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位，如小时、分、升、电子伏特(eV)、度(kWh) 实验四：验证牛顿运动定律说明：知道国际单位制中规定的单位符号1.高考对本章知识的考查仍然是重点，特别是牛顿运动定律与曲线运动、万有引力、电磁学及生活实际相结合考查

11、学生的综合应用能力是高考计算题的命题趋向之一2.运用整体法、隔离法求解连接体问题，运用正交分解法处理受力问题是高考常考的热点方法3.对基本概念的考查主要涉及力和运动、超重、失重等方面应当注意牛顿第三定律的知识可能会在高考中出现.第1讲牛顿第一、第三定律本节目录基础再现对点自测知能演练轻巧夺冠考点探究讲练互动技法提炼思维升华要点透析直击高考基础再现对点自测知识清单一、牛顿第一定律1内容：一切物体总保持_状态或_状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态2意义(1)揭示了物体的固有属性：一切物体都有_，因此牛顿第一定律又叫惯性定律(2)揭示了力与运动的关系：力不是_物体运动状态的原因，而是_物体

12、运动状态的原因，即产生加速度的原因.匀速直线运动静止惯性维持改变二、惯性1定义：物体具有保持原来_状态或_状态的性质2表现：物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态；物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的_3量度：_是惯性大小的唯一量度，_大的物体惯性大，_小的物体惯性小三、牛顿第三定律1内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小_，方向_，而且在一条直线上2表达式：FF.匀速直线运动静止改变质量质量质量相等相反特别提示：(1)作用力和反作用力同时产生，同时消失，同种性质，作用在不同的物体上，各自产生的效果，不会相互抵消(2)作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关四、

13、物理学史物理学家对力和运动关系的观点如下：1亚里士多德：有外力的作用才有速度，要维持物体的运动速度就需要外力2伽利略：力不是维持物体运动的原因(通过理想实验得出)3笛卡尔：如果没有其他原因，运动的物体将继续以原来的速度沿着一条直线运动，既不会停下了，也不会偏离原来的方向4牛顿：力是改变物体运动状态的原因热身体验1.以下说法正确的是()A物体不受外力作用时，一定处于静止状态B要物体运动必须有力作用，没有力的作用，物体将静止C要物体静止必须有力作用，没有力的作用，物体将运动D物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态2(2012高考新课标全国卷改编)伽利略根据小球在斜面上运动的实验

14、和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是()A物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B不受力的物体有惯性，受力的物体没有惯性C行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动3关于作用力与反作用力的说法正确的是()A只有相互作用的两个物体都处于平衡状态时，作用力与反作用力大小才相等B由于作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，所以两者产生的效果相互抵消C放在斜面上的物体受到的支持力的反作用力是物体重力在垂直斜面方向的分力D作用力与反作用力的性质一定相同4(2013东城区检测)下列对运动的

15、认识错误的是()A亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就静止B伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有的物体将下落得同样快C牛顿认为力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因D伽利略根据理想实验推出，若没有摩擦，在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去热身体验答案与解析1.解析：选D.物体不受力或受平衡力时，处于静止或匀速直线运动状态，故D正确2解析：选A.惯性是保持运动状态不变、抵抗运动状态改变的属性，与是否受力、运动无关，故A正确3解析：选D.作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、性质相同，与物体所处状态无关，故A错，D对；作用力与反作用力作用在不

16、同物体上，效果不能抵消，故B错；支持力的反作用力是物体对斜面的压力，故C错4解析：选A.对于力和运动的关系，亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来，即力是产生和维持物体运动的原因，这种观点是不正确的，A符合题意；伽利略通过斜面实验分析并推理，如果完全排除空气的阻力，所有的物体将下落得同样快，B不符合题意；牛顿第一定律指出力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因，C不符合题意；伽利略根据理想实验，并通过科学推理得到，若没有摩擦,在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去，D不符合题意一、对惯性的理解1惯性的表现形式：物体的惯性总是以保持“原状”

17、或反抗“改变”两种形式表现出来(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)(2)物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度惯性大，物体运动状态难以改变；惯性小，物体运动状态容易改变要点透析直击高考2惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性惯性大小的唯一量度是物体的质量，物体的质量越大，惯性就越大惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动无关，与物体所处的地理位置无关3惯性不是一种力惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度物体的惯性越大，它的运动状态越难以改变4外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服或

18、改变了物体的惯性即时应用1关于物体的惯性,下列说法正确的是()A质量相同的两个物体，在阻力相同的情况下，速度大的不易停下来，所以速度大的物体惯性大B质量相同的物体，惯性相同C推动地面上静止的物体比保持这个物体匀速运动时所需的力大，所以静止的物体惯性大D在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在月球上比在地球上惯性小解析：选B.物体的惯性只与质量有关，与速度大小无关，故A错B对；与受力情况无关，故C错；同一物体在地球上和在月球上质量相同，惯性相同，故D错二、对牛顿第一定律的理解1明确惯性的概念牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性惯性,即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质2揭示了力的

19、本质牛顿第一定律对力的本质进行了定义：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因例如，运动的物体逐渐减速直至停止，不是因为不受力，而是因为受到了阻力3揭示了不受力时物体的运动规律牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的4惯性与惯性定律的含义不同(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种固有属性，与物体是否受力、受力的大小无关(2)惯性定律(牛顿第一定律)则反映了物体在一定条件下的运动规律特别提醒：(1)牛顿第一定律并非实验定律它是以伽利略的“理想实验”为基础，经过科学抽象，归纳推

20、理而总结出来的(2)牛顿第一定律并非牛顿第二定律的特例，而是不受任何外力的理想化情况即时应用2关于牛顿第一定律的说法正确的是()A牛顿第一定律是理想的实验定律B牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C惯性定律与惯性的实质是相同的D物体的运动还需要力来维持解析：选B.牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，所以A错误；惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律，故C不正确；由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，

21、所以选项B正确2一对相互作用力与一对平衡力的区别内容作用力和反作用力一对平衡力受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依存，不可单独存在无依赖关系，撤除一个，另一个依然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零力的性质一定是同性质的力可以是同种性质的力，也可以不是即时应用3(2013泉州模拟)如图所示，用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列说法中正确的是()A小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力B小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力C小球受到的重力和细绳对小球的

22、拉力是一对平衡力D小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力解析：选C.小球受到的重力与细绳对小球的拉力均作用在小球上，且等大反向，是一对平衡力，A、D错误，C正确；小球对细绳的拉力与细绳对小球的拉力才是一对作用力和反作用力，故B错误考点探究讲练互动例1减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_(只要填写序号即可)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是()A是事实，是推论 B是事实，是推论C是事实，是推论 D是事实，是推论【解析】本题再现了伽利略理想实验法，即在可靠的物理事实的基础上进行科学合理外推，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确结论其正确顺序为，其中是事实，是合理外推【答案】B【名师点评】“理想实验”就是在真实的