高中物理 实验 验证力的平行四边形定则 新人教版必修

高中物理实验验证力的平行四边形定则课件新人教版必修第1页，共29页，2023年，2月20日，星期四实验二验证力的平行四边形定则同步导学方案课后强化演练第2页，共29页，2023年，2月20日，星期四第3页，共29页，2023年，2月20日，星期四一、实验原理1．若用一个力F′或两个力F1和F2共同作用都能把橡皮条沿某一方向拉至相同长度，即力F′与F1、F2的共同作用效果相同，那么F′为F1、F2的合力．2．用弹簧测力计分别测出F′和F1、F2的大小，并记下它们的方向，作出F′和F1、F2的图示，以F1、F2的图示为邻边作平行四边形，其对角线即为用平行四边形定则求得的F1、F2的合力F.第4页，共29页，2023年，2月20日，星期四3．比较F′与F，若它们的长度和方向在误差允许的范围内相等，则可以证明平行四边形定则的正确性．二、实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉(若干)第5页，共29页，2023年，2月20日，星期四三、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．第6页，共29页，2023年，2月20日，星期四3．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．第7页，共29页，2023年，2月20日，星期四4．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．5．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的方向，用刻度尺从O点按同样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．第8页，共29页，2023年，2月20日，星期四6．比较力F′与平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同．7．改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次．第9页，共29页，2023年，2月20日，星期四四、注意事项1．正确使用弹簧测力计(1)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水平对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换或调校，直至相同为止．(2)使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，但不能超出它的测量范围．(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)．还需用钩码检查是否存在示值误差，若存在，应加以校正．第10页，共29页，2023年，2月20日，星期四(4)被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩擦．(5)读数时应正对、平视刻度．第11页，共29页，2023年，2月20日，星期四2．规范实验操作(1)不要直接以橡皮条端点为结点，可用一段细绳连两细绳套，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．(3)不要使用老化的橡皮条，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．第12页，共29页，2023年，2月20日，星期四(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，应沿细绳套方向包括末端用铅笔画几个点，取掉细绳套后，再将所标点与O点连一直线确定力的方向．(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．第13页，共29页，2023年，2月20日，星期四五、误差分析1．误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等．第14页，共29页，2023年，2月20日，星期四2．减小误差的办法(1)实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录．(2)作图时用刻度尺借助于三角板，使表示两力的对边一定要平行．因两个分力F1

、F2间的夹角θ越大，用平行四边形定则作出的合力F的误差ΔF就越大，所以，实验中不要把θ取得太大，但也不宜太小，以60°～120°之间为宜.第15页，共29页，2023年，2月20日，星期四

在做“互成角度的两个共点力的合成”实验时，橡皮筋的一端固定在木板上，先用两个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点，再用一个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到O点，以下操作中错误的是(

)题型1对实验操作和注意事项的考查例1第16页，共29页，2023年，2月20日，星期四A．同一次实验过程中，O点位置允许变动B．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度C．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上D．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间夹角应取90°，以方便算出合力大小第17页，共29页，2023年，2月20日，星期四【解析】

同一实验过程中，为确保用两个弹簧测力计拉橡皮筋和用一个弹簧测力计拉橡皮筋的效果相同，两次的O点位置应相同，A错误；平行四边形定则是两力合成时普遍遵守的规律，实验中，不应针对特殊情况研究，C、D错误．【答案】

ACD第18页，共29页，2023年，2月20日，星期四【方法总结】(1)为了使两个弹簧秤的拉力的作用效果与一个弹簧秤的拉力的作用效果相同，同一实验的两次拉动过程中，结点O必须重合．(2)实验过程中两个拉力的合力是用平行四边形定则求出的，不是计算出的．故没必要使两弹簧秤之间的夹角取特殊角．第19页，共29页，2023年，2月20日，星期四

某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验中，主要步骤如下：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细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条拉长，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．变式训练1-1第20页，共29页，2023年，2月20日，星期四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．比较力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：第21页，共29页，2023年，2月20日，星期四(1)有重要遗漏的步骤的序号是_______和________．(2)遗漏的内容分别是________和________．解析：C步骤中在记录O点位置和两弹簧测力计读数的同时还应记录下两弹力的方向，也即两条细绳的方向；在E步骤中，为了保证两次作用效果相同，必须使结点拉到同一位置O.答案：(1)C

E(2)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O位置第22页，共29页，2023年，2月20日，星期四

将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连接着一个量程为5N、最小刻度为0.1N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，如下图所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．题型2实验数据的处理及实验结果的分析例2第23页，共29页，2023年，2月20日，星期四(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为____________N和____________N(只需读到0.1N)．(2)在方格纸(见上图)上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．第24页，共29页，2023年，2月20日，星期四【解析】

读弹簧测力计示数时，应注意首先找零刻度，尤其是竖直放置的那个弹簧测力计是倒置的，它的读数是2.5N(而不是3.5N)水平放置的弹簧测力计读数是4.0N.【答案】

(1)4.0

2.5(2)如下图所示第25页，共29页，2023年，2月20日，星期四【方法总结】处理实验数据时应注意：(1)实验操作要准确，铅笔描线要细．(2)作力的图示时，要合理选取标度．(3)弹簧秤读数时，注意有效数字．第26页，共29页，2023年，2月20日，星期四

如图所示是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果，若用F表示两个分力F1、F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，则可以判断________(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的．变式训练2-1第27页，共29页，2023年，2月20日，星期四解析：由题设可知，F为F1和F2的合力，通过平行四边形定则所得，而F′是F1