高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 專(zhuān)題精講 實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平等四邊形定則課件.ppt

01主干回顧固基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 會(huì)使用彈簧測(cè)力計(jì) 2 驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)原理 1 等效法 一個(gè)力f 的作用效果和兩個(gè)力f1 f2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長(zhǎng)到同一點(diǎn) 所以一個(gè)力f 就是這兩個(gè)力f1和f2的合力 作出力f 的圖示 如圖所示 2 平行四邊形法 根據(jù)平行四邊形定則作出力f1和f2的合力f的圖示 3 驗(yàn)證 比較f和f 的大小和方向是否相同 若在誤差允許的范圍內(nèi)相同 則驗(yàn)證了力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)器材 方木板 白紙 彈簧測(cè)力計(jì) 兩只 橡皮條 細(xì)繩套 兩個(gè) 三角板 刻度尺 圖釘 幾個(gè) 實(shí)驗(yàn)步驟 1 在水平桌面上平放一塊方木板 在方木板上鋪一張白紙 用圖釘把白紙固定在方木板上 2 用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的a點(diǎn) 在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩 細(xì)繩的另一端各系上細(xì)繩套 3 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套 互成角度地拉橡皮條 將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置o 如圖所示 4 用鉛筆描下o點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向 讀出并記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) 5 用鉛筆和刻度尺在白紙上從o點(diǎn)沿兩條細(xì)繩的方向畫(huà)直線 按一定的標(biāo)度作出兩個(gè)力f1和f2的圖示 并以f1和f2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形 過(guò)o點(diǎn)的平行四邊形的對(duì)角線即為合力f 6 只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì) 通過(guò)細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置o 讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) 記下細(xì)繩的方向 按同一標(biāo)度用刻度尺從o點(diǎn)作出這個(gè)力f 的圖示 7 比較f 與用平行四邊形定則求出的合力f的大小和方向 看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等 8 改變f1和f2的大小和方向 再做兩次實(shí)驗(yàn) 注意事項(xiàng) 1 同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是 將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤對(duì)拉 若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在對(duì)拉過(guò)程中 讀數(shù)相同 則可選 若讀數(shù)不同 應(yīng)調(diào)整或另?yè)Q 直至相同為止 2 在同一次實(shí)驗(yàn)中 使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí) 結(jié)點(diǎn)o位置一定要相同 3 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60 100 之間為宜 4 讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平行 并使細(xì)繩套與彈簧測(cè)力計(jì)的軸線在同一條直線上 避免彈簧測(cè)力計(jì)的外殼與彈簧測(cè)力計(jì)的限位卡之間有摩擦 讀數(shù)時(shí)眼睛要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度 在合力不超過(guò)量程及橡皮條彈性限度的前提下 拉力的數(shù)值盡量大些 5 細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些 便于確定力的方向 不要直接沿細(xì)繩套的方向畫(huà)直線 應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫(huà)一個(gè)點(diǎn) 去掉細(xì)繩套后 再將所標(biāo)點(diǎn)與o點(diǎn)連接 即可確定力的方向 6 在同一次實(shí)驗(yàn)中 畫(huà)力的圖示所選定的標(biāo)度要相同 并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度 使所作力的圖示稍大一些 數(shù)據(jù)處理 1 用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)o沿兩條細(xì)繩方向畫(huà)直線 按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力f1和f2的圖示 并以f1和f2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形 過(guò)o點(diǎn)畫(huà)平行四邊形的對(duì)角線 此對(duì)角線即為合力f的圖示 2 用刻度尺從o點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力f 的圖示 3 比較f與f 是否完全重合或幾乎完全重合 從而驗(yàn)證平行四邊形定則 誤差分析 1 讀數(shù)誤差彈簧測(cè)力計(jì)數(shù)據(jù)在允許的情況下 盡量大一些 讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視 要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄 2 作圖誤差 1 結(jié)點(diǎn)o的位置和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的方向畫(huà)得不準(zhǔn)確 造成作圖誤差 2 兩個(gè)分力的起始夾角 太大 如大于120 再重復(fù)做兩次實(shí)驗(yàn) 為保證結(jié)點(diǎn)o位置不變 即保證合力不變 則 變化范圍不大 因而彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化不顯著 讀數(shù)誤差較大 導(dǎo)致作圖產(chǎn)生較大誤差 3 作圖比例不恰當(dāng) 不準(zhǔn)確等造成作圖誤差 它案設(shè)計(jì) 本實(shí)驗(yàn)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)也可以完成 具體操作如下 1 把兩條細(xì)繩套中的一條細(xì)繩套與彈簧測(cè)力計(jì)連接 另一條細(xì)繩套用手直接抓住 然后同時(shí)拉這兩條細(xì)繩套 使結(jié)點(diǎn)至o點(diǎn) 記下兩條細(xì)繩套的方向和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)f1 2 放回橡皮條后 將彈簧測(cè)力計(jì)連接到另一細(xì)繩套上 用手再同時(shí)拉這兩條細(xì)繩套 使結(jié)點(diǎn)至o點(diǎn) 并使兩條細(xì)繩套位于記錄下來(lái)的方向上 讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)f2 其他步驟與提供兩只彈簧測(cè)力計(jì)相同 02典例突破知規(guī)律 考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理與操作典例透析在 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)中 需要將橡皮條的一端固定在水平木板上 先用一個(gè)彈簧秤拉橡皮條的另一端到某一點(diǎn)并記下該點(diǎn)的位置 再將橡皮條的另一端系兩根細(xì)繩 細(xì)繩的另一端都有繩套 用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住繩套 并互成角度地拉橡皮條 1 多選 某同學(xué)認(rèn)為在此過(guò)程中必須注意以下幾項(xiàng) a 兩根細(xì)繩必須等長(zhǎng)b 橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上c 在使用彈簧秤時(shí)要注意使彈簧秤與木板平面平行d 在用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)要注意使兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)相等e 在用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)必須將橡皮條的另一端拉到用一個(gè)彈簧秤拉時(shí)記下的位置其中正確的是 填入相應(yīng)的字母 2 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示 其中a為固定橡皮條的圖釘 o為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn) ob和oc為細(xì)繩 圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的力的示意圖 圖乙中的f與f 兩力中 方向一定沿ao方向的是 本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 a 理想實(shí)驗(yàn)法b 等效替代法c 控制變量法d 建立物理模型法 3 某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫(huà)出了如圖所示的兩個(gè)已知力f1和f2 圖中小正方形的邊長(zhǎng)表示2n 兩力的合力用f表示 f1 f2與f的夾角分別為 1和 2 關(guān)于f1 f2與f 1和 2關(guān)系正確的有 a f1 4nb f 12nc 1 45 d 1 2 嘗試解答 1 ce 2 f b 3 bc 1 兩細(xì)繩套不要太短 但是兩根細(xì)繩不一定要等長(zhǎng) 選項(xiàng)a錯(cuò)誤 橡皮條與兩繩夾角的平分線是否在同一直線上 由兩分力的大小和方向決定 選項(xiàng)b錯(cuò)誤 用彈簧秤拉細(xì)繩套時(shí) 彈簧秤與木板平面必須平行 選項(xiàng)c正確 驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中 測(cè)量分力大小的兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)不一定要相等 選項(xiàng)d錯(cuò)誤 在同一次實(shí)驗(yàn)中 需要保持單個(gè)拉力的作用效果與兩個(gè)拉力的作用效果相同 所以選項(xiàng)e正確 本題答案為ce 2 f 是利用一個(gè)彈簧秤將橡皮條拉到結(jié)點(diǎn)o位置的力 f是利用平行四邊形定則作出的與f 作用效果相同的兩個(gè)分力f1和f2的合力 所以沿ao方向的力一定是f 本實(shí)驗(yàn)中 需要保證單個(gè)拉力的作用效果與兩個(gè)拉力的作用效果相同 即采用了等效替代法 巧記驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題用兩個(gè)彈簧秤拉橡皮條時(shí)的 三記錄 記錄兩彈簧秤示數(shù) 兩細(xì)繩方向和結(jié)點(diǎn)o的位置 用一個(gè)彈簧秤拉橡皮條時(shí)的 二記錄 記錄彈簧秤示數(shù)和細(xì)繩方向 及 一注意 結(jié)點(diǎn)o的位置必須在同一位置 等 變式訓(xùn)練 在做 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)時(shí) 橡皮條的一端固定在木板上 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一確定的o點(diǎn) 則下列說(shuō)法中正確的是 a 同一次實(shí)驗(yàn)中 o點(diǎn)位置不允許變動(dòng)b 實(shí)驗(yàn)中 只要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和o點(diǎn)的位置c 實(shí)驗(yàn)中 把橡皮條的另一端拉到o點(diǎn)時(shí) 兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)之間的夾角必須取90 d 實(shí)驗(yàn)中 要始終將其中一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)沿某一方向拉到最大量程 然后調(diào)節(jié)另一彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向 把橡皮條另一端拉到o點(diǎn) 解析 由合力的定義知 只有兩次都把橡皮條拉到同一個(gè)位置 實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的才是合力 a正確 實(shí)驗(yàn)中 除了要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù) o點(diǎn)的位置以外 還要記錄兩個(gè)分力的方向 即繩子拉力的方向 b錯(cuò) 兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)之間的夾角實(shí)際上就是兩個(gè)分力的夾角 這個(gè)夾角并非一定取90 理論上是任意的 c錯(cuò) 實(shí)驗(yàn)中如果始終將其中一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)沿某一方向拉到最大量程 則在調(diào)節(jié)另一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)很容易使這個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)超過(guò)其量程 這是不允許的 d錯(cuò) 答案 a 考點(diǎn)2數(shù)據(jù)處理與誤差分析典例透析 2012 浙江高考 在 探究求合力的方法 實(shí)驗(yàn)中 現(xiàn)有木板 白紙 圖釘 橡皮筋 細(xì)繩套和一把彈簧秤 1 為完成實(shí)驗(yàn) 某同學(xué)另找來(lái)一根彈簧 先測(cè)量其勁度系數(shù) 得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表 用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k n m 2 某次實(shí)驗(yàn)中 彈簧秤的指針位置如圖所示 其讀數(shù)為 n 同時(shí)利用 1 中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2 50n 請(qǐng)畫(huà)出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力f合 3 由圖得到f合 n 嘗試解答 1 如圖所示 55 說(shuō)明 2內(nèi)都可 2 2 10 說(shuō)明 有效數(shù)字位數(shù)正確 0 02內(nèi)都可 3 3 3 說(shuō)明 0 2內(nèi)都可 變式訓(xùn)練 多選 在驗(yàn)證力的平行四邊形定則時(shí) 先將橡皮條的一端固定在水平木板上 另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩 實(shí)驗(yàn)時(shí) 需要兩次拉伸橡皮條 第一次是通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條 第二次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)一細(xì)繩拉橡皮條 下列對(duì)本實(shí)驗(yàn)的要求及減小實(shí)驗(yàn)誤差的說(shuō)法正確的有 a 兩次拉伸橡皮條只要將橡皮條拉伸相同長(zhǎng)度即可b 第二次拉橡皮條時(shí)要使細(xì)繩沿第一次實(shí)驗(yàn)所作平行四邊形對(duì)角線方向c 標(biāo)記拉力方向時(shí) 鉛筆要緊靠細(xì)繩 沿繩移動(dòng)畫(huà)出拉力方向d 拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些 標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些e 彈簧測(cè)力計(jì)使用前要先調(diào)到零點(diǎn) 拉橡皮條時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)方向和所測(cè)拉力方向要一致 解析 因?yàn)槊看卫煜鹌l時(shí)要產(chǎn)生相同的力的效果 所以不僅要拉伸相同的長(zhǎng)度 還要有相同的方向 即每次要把細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置 故選項(xiàng)a錯(cuò) 實(shí)驗(yàn)中有一定的誤差是不可避免的 作圖得到的對(duì)角線與實(shí)際的合力方向有一個(gè)微小的夾角偏差是正常的 所以實(shí)驗(yàn)中只要注意相同的力的效果 把結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置即可 故選項(xiàng)b錯(cuò) 標(biāo)記力的方向時(shí)記下結(jié)點(diǎn)位置和在細(xì)繩方向上一個(gè)與結(jié)點(diǎn)位置相距較遠(yuǎn)的點(diǎn) 再用直尺畫(huà)出過(guò)這兩點(diǎn)的直線就是細(xì)繩拉力的方向 故選項(xiàng)c錯(cuò) 拉橡皮條的細(xì)繩長(zhǎng)些 標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)距離遠(yuǎn)些 可以減小畫(huà)出的力的方向的誤差 故選項(xiàng)d正確 彈簧測(cè)力計(jì)使用前要先調(diào)到零點(diǎn) 拉橡皮條時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)方向與所測(cè)拉力的方向一致才可以減小摩擦和拉力方向方面的誤差 所以選項(xiàng)e正確 答案 de 考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考查典例透析在 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 的實(shí)驗(yàn)中 需要將橡皮條的一端固定在水平木板上 另一端系上兩根細(xì)繩 細(xì)繩的另一端都有繩套 如圖所示 實(shí)驗(yàn)中需用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套 并互成角度地拉橡皮條 使橡皮條伸長(zhǎng) 結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置o 1 多選 某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為 a 拉橡皮條的繩細(xì)一些且長(zhǎng)一些 實(shí)驗(yàn)效果較好b 拉橡皮條時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì) 橡皮條 細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行c 橡皮條彈性要好 拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置o時(shí) 拉力要適當(dāng)大些d 拉力f1和f2的夾角越大越好其中正確的是 填入相應(yīng)的字母 2 若兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)均為4n 且兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向相互垂直 則 選填 能 或 不能 用一個(gè)量程為5n的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出它們的合力 理由是 嘗試解答 1 abc 2 不能 量程太小 1 為便于確定拉力的方向 繩應(yīng)細(xì)且長(zhǎng)一些 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使橡皮條 彈簧測(cè)力計(jì) 細(xì)繩與木板平行 拉力不能太小 故a b c正確 拉力f1和f2的夾角越大 合力越小 作圖時(shí)相對(duì)誤差越大 故d錯(cuò) 正確的選項(xiàng)為a b c 變式訓(xùn)練 2014 江西師大附中 鷹潭一中聯(lián)考 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