實(shí)驗(yàn)三驗(yàn)證平行四邊形定則.ppt

實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則,1.驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)的平行四邊形定則. 2.培養(yǎng)應(yīng)用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和得出結(jié)論的能力.,等效思想：使一個(gè)力F的作用效果和兩個(gè)力F1和F2的作用效果相同，就是使同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點(diǎn)O，即伸長量相同，所以F為F1和F2的合力，作出力F的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示，比較F、F在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否大小相等、方向相同.,方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)(兩個(gè))、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、三角板、刻度尺、圖釘、鉛筆.,1.用圖釘把白紙釘在方木板上. 2.把方木板平放在桌面上，用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，如圖所示，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)繩套.,3.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置O.用鉛筆描下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù).注意在使用彈簧測(cè)力計(jì)的時(shí)候，要使它的彈簧與木板平面平行. 4.用鉛筆和刻度尺從力的作用點(diǎn)(位置O)沿著兩繩套的方向畫直線，按選定的標(biāo)度作這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，以F1和F2為鄰邊利用刻度尺和三角板作平行四邊形，過O點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線，即為合力F的圖示.,5.只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O.讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F的圖示. 6.比較力F與用平行四邊形定則求得的合力F的大小和方向，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)看它們是否相等. 7.改變兩個(gè)分力的大小和夾角，再做兩次實(shí)驗(yàn).,1.彈簧測(cè)力計(jì)本身不夠準(zhǔn)確造成系統(tǒng)誤差. 2.彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)和作圖不準(zhǔn)造成偶然誤差.,1.使用彈簧測(cè)力計(jì)前，要先觀察指針是否指在零刻度處，若指針不在零刻度處，要設(shè)法調(diào)整指針，使之指在零刻度處.再將兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉，如果兩個(gè)示數(shù)相同方可使用. 2.實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)細(xì)繩套不要太短. 3.在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同. 4.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，夾角不宜太大也不宜太小，在60100之間為宜.,5.在用力拉彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，拉力應(yīng)沿彈簧測(cè)力計(jì)的軸線方向.彈簧測(cè)力計(jì)中彈簧軸線、橡皮條、細(xì)繩套應(yīng)該位于與紙面平行的同一平面內(nèi).要防止彈簧測(cè)力計(jì)卡殼，防止彈簧測(cè)力計(jì)或橡皮條與紙面有摩擦. 6.在同一實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些.,本實(shí)驗(yàn)在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)很難做到彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向在水平面上，致使作圖法獲得的合力F與用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉結(jié)點(diǎn)在同一位置O時(shí)的力F誤差較大，為防止這種情況的出現(xiàn)，可以在豎直面內(nèi)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，這樣就較容易控制彈簧測(cè)力計(jì)的拉力在同一平面內(nèi).當(dāng)然也可以用專門的驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn).,要點(diǎn)例析,實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)過程 【例證1】(2012福州模擬)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的 實(shí)驗(yàn)，在水平放置的木板上鋪一張白紙，把橡皮條的一端固定 在木板的A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩細(xì)繩套，如圖所示，兩個(gè) 彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度拉橡皮條使之伸長，到 達(dá)某一位置O時(shí)需記下_、_，描 下_，再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩 套把橡皮條拉長，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)位置_， 再記下_.,【規(guī)范解答】因驗(yàn)證力的平行四邊形定則需根據(jù)力的大小和方向作平行四邊形，所以必須記錄力的大小和方向，為保證合力和分力的效果相同，兩次必須使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一位置.故需記下兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和兩細(xì)繩的方向，描下結(jié)點(diǎn)位置O，再使用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條拉長.使結(jié)點(diǎn)到達(dá)位置O，再記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向. 答案：兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù) 兩細(xì)繩的方向 結(jié)點(diǎn)位置O O點(diǎn) 彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 【例證2】(2012?？谀M)將橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測(cè)力計(jì)，沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)，當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖所示這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出,(1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為_N和_N. (2)在如圖所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力,【規(guī)范解答】(1)彈簧測(cè)力計(jì)的最小刻度為0.1 N，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀一位，所以讀數(shù)分別為2.50 N和4.00 N. (2)取一個(gè)小方格的邊長表示0.50 N，作出兩個(gè)力及它們的合力如圖所示. 答案：(1)2.50 4.00 (2)見規(guī)范解答,1.(2012南平模擬)在做“驗(yàn)證力的平行四 邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，若由于F1的誤差使F1與F2 的合力F方向略向左偏，如圖所示，但F大于等 于F，引起這一結(jié)果的原因可能是F1的大小 比真實(shí)值偏_，F(xiàn)1的方向使它與F2的夾角 比真實(shí)值偏_.,【解析】作平行四邊形合成圖,如圖所示，F(xiàn)1的真實(shí)值為F10.合力的真實(shí)值為F，F(xiàn)1為測(cè)量值，由圖可知，F(xiàn)1的大小比真實(shí)值偏大，F(xiàn)1的方向使它與F2的方向夾角比真實(shí)值偏大，大于0. 答案：大 大,2.(2012大連模擬)如圖所示是甲、乙兩位同學(xué)在“探究力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若用F表示兩個(gè)分力F1、F2的合力，用F表示F1和F2的等效力，則可以判斷_(選填“甲”或“乙”)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是符合事實(shí)的,【解析】由題設(shè)可知，F(xiàn)為F1和F2的合力，通過平行四邊形定則所得，而F是F1和F2的等效力，即用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)的拉力，顯然F的方向應(yīng)在細(xì)繩的方向上，因甲同學(xué)F的方向與細(xì)繩在同一直線上，故甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)是符合事實(shí)的本題解答的焦點(diǎn)在F的方向的確定上兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都有誤差，這是正常的，但乙同學(xué)很明顯在F的方向的確定上違背了實(shí)驗(yàn)的要求，作圖是錯(cuò)誤的 答案：甲,3.(2012南通模擬)某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn) 證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡 皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及 刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘 子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一 端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一 端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物.,(1)為完成實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是_. a.測(cè)量細(xì)繩的長度 b.測(cè)量橡皮筋的原長 c.測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長度 d.記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置 (2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是_.,【解析】(1)必須測(cè)量橡皮筋的原長和懸掛重物后橡皮筋的長度，這樣才能確定橡皮筋的伸長量，確定各力的大小，還需記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置，同時(shí)記下三條橡皮筋所在的方向，以便確定各拉力的方向，根據(jù)平行四邊形定則作出合力的圖示.因此，必需的操作是b、c、d. (2)改變條件再次驗(yàn)證可采用更換不同的小重物的方法. 答案：(1)b、c、d (2)更換不同的小重物,5.(2012梅州模擬)共點(diǎn)的兩個(gè)力的合成實(shí)驗(yàn)中， (1)目的是驗(yàn)證兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)遵循_法則.實(shí)驗(yàn)時(shí)已提供的器材有：方木板、白紙、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、三角板、刻度尺、圖釘(多個(gè)),還缺少的必要的器材是_.,(2)在互成角度二力合成的實(shí)驗(yàn)中某學(xué)生有如下操作步驟，試按合理的順序?qū)⒉襟E序號(hào)填在下面的線上_. A.只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)，記下彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F和細(xì)繩方向. B.把橡皮條一端固定在木板上，在橡皮條另一端拴上兩根細(xì)繩套(此端交點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)). C.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過兩個(gè)互成角度的細(xì)繩套拉橡皮條,使之伸長到一定長度,在白紙上記下結(jié)點(diǎn)位置O,同時(shí)記下兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F1、F2和兩根細(xì)繩方向.,D.把白紙釘在木板上. E.改變F1、F2的大小和方向，重做兩次實(shí)驗(yàn). F.用同一比例圖示F1、F2和F，作圖求出F1和F2合力F，比較F和F得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.,【解析】共點(diǎn)的兩個(gè)力的合成實(shí)驗(yàn)中，目的是驗(yàn)證兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)遵循平行四邊形法則. 實(shí)驗(yàn)中需要利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力的大小，故缺少的必要的器材是彈簧測(cè)力計(jì).根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知合理的實(shí)驗(yàn)步驟為DBCAFE. 答案：(1)平行四邊形 彈簧測(cè)力計(jì)(兩個(gè)) (2)DBCAFE,6.(2012武漢模擬)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中： (1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容： A.將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細(xì)線 B.在其中一根細(xì)線上掛上5個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖甲所示，記錄：_、_、 _.,C.將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細(xì)線上掛上4個(gè)和3個(gè)質(zhì)量 相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細(xì)線互成角度，如圖乙所 示，小心調(diào)整B、C的位置，使_，記錄_ (2)如果力的平行四邊形定則得到驗(yàn)證，那么圖乙中 =_.,【解析】(1)驗(yàn)證力的平行四邊形定則時(shí)，用一根細(xì)線拉橡皮筋的力和用兩根細(xì)線拉橡皮筋的力效果相同，故兩次拉橡皮筋必須使橡皮筋伸長到同一位置，