驗證力的平行四邊形定則實驗三課件

1、實驗三驗證力的平行四邊形定則本節(jié)目錄基礎(chǔ)理論儲備知能優(yōu)化演練創(chuàng)新實驗評析經(jīng)典例題展示基礎(chǔ)理論儲備實驗?zāi)康?驗證互成角度的兩個共點力合成時的平行四邊形定則2培養(yǎng)應(yīng)用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)和得出結(jié)論的能力實驗原理等效思想：使一個力F的作用效果和兩個力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在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否大小相等、方向相同實驗器材方木板、白紙、彈簧測力計(兩個)、橡皮條、細(xì)繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘、鉛筆實驗步驟1用圖釘把白紙釘在水平桌面

2、的方木板上2用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套3.用兩只彈簧測力計分別鉤住細(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點的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測力計的讀數(shù)注意在使用彈簧測力計的時候，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(位置O)沿著兩繩套的方向畫直線，按選定的標(biāo)度作這兩只彈簧測力計的拉力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點畫平行四邊形的對角線，即為合力F的圖示5只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O.讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個力F

3、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，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)看它們是否相等7改變兩個分力的大小和夾角，再做兩次實驗誤差分析1彈簧測力計本身的誤差2讀數(shù)誤差和作圖誤差3兩分力F1、F2間的夾角越大，用平行四邊形定則作圖得出的合力F的誤差F也越大注意事項1.在同一次實驗中,使橡皮條拉長時,結(jié)點O位置一定要相同.2用兩只彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時，夾角不宜太大也不宜太小，在6090之間為宜3讀數(shù)時應(yīng)注意使彈簧測力計與木板平行，并使細(xì)繩套與彈簧測力計的軸線在同一條直線上，避免彈簧測力計的外殼和彈簧測力計的限位孔之間有摩擦讀數(shù)時眼睛要正視彈簧測力計的刻度，在合力不超過量

4、程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些4細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個點，去掉細(xì)繩套后,再將所標(biāo)點與O點連接,即可確定力的方向5在同一次實驗中，畫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拓展創(chuàng)新1拉力在水平面內(nèi)改為在豎直平面內(nèi)做實驗，更容易使彈簧拉力在同一平面內(nèi)2彈簧測力計用力傳感器取代，可避免摩擦的影響，使讀數(shù)更方便、精確考點1對實驗原理和實驗步驟的考查 (2013長沙模擬)某同學(xué)做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示,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，OB和OC為細(xì)

5、繩圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖經(jīng)典例題展示例1(1)如果沒有操作失誤，圖乙中的F與F兩力中，方向一定沿AO方向的是_(2)本實驗采用的科學(xué)方法是_A理想實驗法B等效替代法C控制變量法 D建立物理模型法(3)實驗時，主要的步驟是：A在桌上放一塊方木塊，在方木塊上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；B用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；C用兩個彈簧測力計分別套住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)某一位置O.記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)；D按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并

6、用平行四邊形定則求出合力F；E只用一只彈簧測力計，通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個力F的圖示F比較F和F的大小和方向,看它們是否相同，得出結(jié)論上述步驟中：有重要遺漏的步驟的序號是_和_；遺漏的內(nèi)容分別是_和_【解析】(1)由一個彈簧測力計拉橡皮條至O點的拉力一定沿AO方向；而根據(jù)平行四邊形定則作出的合力，由于誤差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F.(2)一個力的作用效果與兩個力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替代，故B正確(3)根據(jù)“驗證力的平行四邊形定則”實驗的操作規(guī)程可知，有重要遺漏的步驟的序號是C、E.在C中未記下兩

7、條細(xì)繩的方向，E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O.【答案】(1)F(2)B(3)CEC中應(yīng)加上“記下兩條細(xì)繩的方向”E中應(yīng)說明“把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O”考點2對實驗數(shù)據(jù)處理的考查 (2013包頭一中高三月考)將橡皮筋的一端固定在A點,另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計，沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計，當(dāng)橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細(xì)繩相互垂直,如圖甲所示這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出例2甲乙(1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為_ N和_ N.(2)在如圖乙所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力【解析】

8、(1)彈簧測力計的最小刻度為0.1 N，讀數(shù)時應(yīng)估讀一位，所以讀數(shù)分別為2.50 N和4.00 N.(2)取一個小方格的邊長表示0.50 N，作出兩個力及它們的合力如圖所示【答案】(1)2.504.00(2)見解析創(chuàng)新實驗評析【范例】如圖所示,某實驗小組同學(xué)利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解A、B為兩個相同的雙向力傳感器,該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正,受到壓力時讀數(shù)為負(fù).A連接質(zhì)量不計的細(xì)繩,可沿固定的板做圓弧形移動B固定不動,通過光滑鉸鏈連接長0.3 m的桿將細(xì)繩連接在桿右端O點構(gòu)成支架保持桿在水平方向，按如下步驟操作：測量繩子與水平桿的夾角AOB對兩個傳感器進(jìn)行調(diào)零用另一根繩在O點懸

9、掛一個鉤碼，記錄兩個傳感器的讀數(shù)取下鉤碼，移動傳感器A改變角重復(fù)上述實驗步驟，得到表格.F11.0010.5801.002F20.8680.2910.8653060150(1)根據(jù)表格，A傳感器對應(yīng)的是表中力_(選填“F1”或“F2”)鉤碼質(zhì)量為_kg(保留1位有效數(shù)字)(2)本實驗中多次對傳感器進(jìn)行調(diào)零，對此操作說明正確的是_A因為事先忘記調(diào)零B何時調(diào)零對實驗結(jié)果沒有影響C為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響D可以完全消除實驗的誤差【解析】(1)A傳感器中的力均為正值，故A傳感器對應(yīng)的是表中力F1，平衡時，mgF1sin，當(dāng)30時，F(xiàn)11.001 N，可求得m0.05 kg.(2)在掛鉤碼之前，

10、對傳感器進(jìn)行調(diào)零，目的是為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響，故C正確【答案】(1)F10.05(2)C【名師點評】本實驗屬實驗儀器的創(chuàng)新，用傳感器測力更方便、更精確知能優(yōu)化演練本部分內(nèi)容講解結(jié)束按ESC鍵退出全屏播放第3章牛頓運(yùn)動定律2014高考導(dǎo)航考綱展示熱點視角1.牛頓運(yùn)動定律、牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用2.超重和失重 3.單位制：要知道中學(xué)物理中涉及的國際單位制的基本單位和其他物理量的單位，如小時、分、升、電子伏特(eV)、度(kWh) 實驗四：驗證牛頓運(yùn)動定律說明：知道國際單位制中規(guī)定的單位符號1.高考對本章知識的考查仍然是重點，特別是牛頓運(yùn)動定律與曲線運(yùn)動、萬有引力、電磁學(xué)及生活實際相結(jié)合考查

11、學(xué)生的綜合應(yīng)用能力是高考計算題的命題趨向之一2.運(yùn)用整體法、隔離法求解連接體問題，運(yùn)用正交分解法處理受力問題是高考常考的熱點方法3.對基本概念的考查主要涉及力和運(yùn)動、超重、失重等方面應(yīng)當(dāng)注意牛頓第三定律的知識可能會在高考中出現(xiàn).第1講牛頓第一、第三定律本節(jié)目錄基礎(chǔ)再現(xiàn)對點自測知能演練輕巧奪冠考點探究講練互動技法提煉思維升華要點透析直擊高考基礎(chǔ)再現(xiàn)對點自測知識清單一、牛頓第一定律1內(nèi)容：一切物體總保持_狀態(tài)或_狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)2意義(1)揭示了物體的固有屬性：一切物體都有_，因此牛頓第一定律又叫慣性定律(2)揭示了力與運(yùn)動的關(guān)系：力不是_物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而是_物體

12、運(yùn)動狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因.勻速直線運(yùn)動靜止慣性維持改變二、慣性1定義：物體具有保持原來_狀態(tài)或_狀態(tài)的性質(zhì)2表現(xiàn)：物體不受外力作用時，其慣性表現(xiàn)在保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)；物體受外力作用時其慣性表現(xiàn)在反抗運(yùn)動狀態(tài)的_3量度：_是慣性大小的唯一量度，_大的物體慣性大，_小的物體慣性小三、牛頓第三定律1內(nèi)容：兩物體之間的作用力與反作用力總是大小_，方向_，而且在一條直線上2表達(dá)式：FF.勻速直線運(yùn)動靜止改變質(zhì)量質(zhì)量質(zhì)量相等相反特別提示：(1)作用力和反作用力同時產(chǎn)生，同時消失，同種性質(zhì)，作用在不同的物體上，各自產(chǎn)生的效果，不會相互抵消(2)作用力和反作用力的關(guān)系與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)四、

13、物理學(xué)史物理學(xué)家對力和運(yùn)動關(guān)系的觀點如下：1亞里士多德：有外力的作用才有速度，要維持物體的運(yùn)動速度就需要外力2伽利略：力不是維持物體運(yùn)動的原因(通過理想實驗得出)3笛卡爾：如果沒有其他原因，運(yùn)動的物體將繼續(xù)以原來的速度沿著一條直線運(yùn)動，既不會停下了，也不會偏離原來的方向4牛頓：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因熱身體驗1.以下說法正確的是()A物體不受外力作用時，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)B要物體運(yùn)動必須有力作用，沒有力的作用，物體將靜止C要物體靜止必須有力作用，沒有力的作用，物體將運(yùn)動D物體不受外力作用時，總保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)2(2012高考新課標(biāo)全國卷改編)伽利略根據(jù)小球在斜面上運(yùn)動的實驗

14、和理想實驗，提出了慣性的概念，從而奠定了牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)早期物理學(xué)家關(guān)于慣性有下列說法，其中正確的是()A物體抵抗運(yùn)動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性B不受力的物體有慣性，受力的物體沒有慣性C行星在圓周軌道上保持勻速率運(yùn)動的性質(zhì)是慣性D運(yùn)動物體如果沒有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動3關(guān)于作用力與反作用力的說法正確的是()A只有相互作用的兩個物體都處于平衡狀態(tài)時，作用力與反作用力大小才相等B由于作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，所以兩者產(chǎn)生的效果相互抵消C放在斜面上的物體受到的支持力的反作用力是物體重力在垂直斜面方向的分力D作用力與反作用力的性質(zhì)一定相同4(2013東城區(qū)檢測)下列對運(yùn)動的

15、認(rèn)識錯誤的是()A亞里士多德認(rèn)為必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動，沒有力的作用，物體就靜止B伽利略認(rèn)為如果完全排除空氣的阻力，所有的物體將下落得同樣快C牛頓認(rèn)為力不是維持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因D伽利略根據(jù)理想實驗推出，若沒有摩擦，在水平面上運(yùn)動的物體將保持其速度繼續(xù)運(yùn)動下去熱身體驗答案與解析1.解析：選D.物體不受力或受平衡力時，處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，故D正確2解析：選A.慣性是保持運(yùn)動狀態(tài)不變、抵抗運(yùn)動狀態(tài)改變的屬性，與是否受力、運(yùn)動無關(guān)，故A正確3解析：選D.作用力與反作用力總是大小相等、方向相反、性質(zhì)相同，與物體所處狀態(tài)無關(guān)，故A錯，D對；作用力與反作用力作用在不

16、同物體上，效果不能抵消，故B錯；支持力的反作用力是物體對斜面的壓力，故C錯4解析：選A.對于力和運(yùn)動的關(guān)系，亞里士多德認(rèn)為必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動，沒有力的作用，物體就要靜止下來，即力是產(chǎn)生和維持物體運(yùn)動的原因，這種觀點是不正確的，A符合題意；伽利略通過斜面實驗分析并推理，如果完全排除空氣的阻力，所有的物體將下落得同樣快，B不符合題意；牛頓第一定律指出力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因，C不符合題意；伽利略根據(jù)理想實驗，并通過科學(xué)推理得到，若沒有摩擦,在水平面上運(yùn)動的物體將保持其速度繼續(xù)運(yùn)動下去，D不符合題意一、對慣性的理解1慣性的表現(xiàn)形式：物體的慣性總是以保持“原狀”

17、或反抗“改變”兩種形式表現(xiàn)出來(1)物體在不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運(yùn)動狀態(tài)不變(靜止或勻速直線運(yùn)動)(2)物體受到外力時，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度慣性大，物體運(yùn)動狀態(tài)難以改變；慣性小，物體運(yùn)動狀態(tài)容易改變要點透析直擊高考2慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性慣性大小的唯一量度是物體的質(zhì)量，物體的質(zhì)量越大，慣性就越大慣性與物體是否受力、怎樣受力無關(guān)，與物體是否運(yùn)動、怎樣運(yùn)動無關(guān)，與物體所處的地理位置無關(guān)3慣性不是一種力慣性大小反映了改變物體運(yùn)動狀態(tài)的難易程度物體的慣性越大，它的運(yùn)動狀態(tài)越難以改變4外力作用于物體上能使物體的運(yùn)動狀態(tài)改變，但不能認(rèn)為克服或

18、改變了物體的慣性即時應(yīng)用1關(guān)于物體的慣性,下列說法正確的是()A質(zhì)量相同的兩個物體，在阻力相同的情況下，速度大的不易停下來，所以速度大的物體慣性大B質(zhì)量相同的物體，慣性相同C推動地面上靜止的物體比保持這個物體勻速運(yùn)動時所需的力大，所以靜止的物體慣性大D在月球上舉重比在地球上容易，所以同一物體在月球上比在地球上慣性小解析：選B.物體的慣性只與質(zhì)量有關(guān)，與速度大小無關(guān)，故A錯B對；與受力情況無關(guān)，故C錯；同一物體在地球上和在月球上質(zhì)量相同，慣性相同，故D錯二、對牛頓第一定律的理解1明確慣性的概念牛頓第一定律揭示了物體所具有的一個重要屬性慣性,即物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)2揭示了力的

19、本質(zhì)牛頓第一定律對力的本質(zhì)進(jìn)行了定義：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因例如，運(yùn)動的物體逐漸減速直至停止，不是因為不受力，而是因為受到了阻力3揭示了不受力時物體的運(yùn)動規(guī)律牛頓第一定律描述的是物體不受外力時的狀態(tài)，而物體不受外力的情形是不存在的在實際情況中，如果物體所受的合外力等于零，與物體不受外力時的表現(xiàn)是相同的4慣性與慣性定律的含義不同(1)慣性是物體保持原有運(yùn)動狀態(tài)不變的一種固有屬性，與物體是否受力、受力的大小無關(guān)(2)慣性定律(牛頓第一定律)則反映了物體在一定條件下的運(yùn)動規(guī)律特別提醒：(1)牛頓第一定律并非實驗定律它是以伽利略的“理想實驗”為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)抽象，歸納推

20、理而總結(jié)出來的(2)牛頓第一定律并非牛頓第二定律的特例，而是不受任何外力的理想化情況即時應(yīng)用2關(guān)于牛頓第一定律的說法正確的是()A牛頓第一定律是理想的實驗定律B牛頓第一定律說明力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因C慣性定律與慣性的實質(zhì)是相同的D物體的運(yùn)動還需要力來維持解析：選B.牛頓第一定律是物體在理想條件下的運(yùn)動規(guī)律，反映的是物體在不受力的情況下所遵循的規(guī)律，而自然界中不受力的物體是不存在的，所以A錯誤；慣性是物體保持原有運(yùn)動狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，慣性定律(即牛頓第一定律)則反映物體在一定條件下的運(yùn)動規(guī)律，故C不正確；由牛頓第一定律可知，物體的運(yùn)動不需要力來維持，但要改變物體的運(yùn)動狀態(tài)則必須有力的作用，

21、所以選項B正確2一對相互作用力與一對平衡力的區(qū)別內(nèi)容作用力和反作用力一對平衡力受力物體作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系相互依存，不可單獨(dú)存在無依賴關(guān)系，撤除一個，另一個依然存在，只是不再平衡疊加性兩力作用效果不可抵消，不可疊加，不可求合力兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可以是同種性質(zhì)的力，也可以不是即時應(yīng)用3(2013泉州模擬)如圖所示，用細(xì)繩把小球懸掛起來，當(dāng)小球靜止時，下列說法中正確的是()A小球受到的重力和細(xì)繩對小球的拉力是一對作用力和反作用力B小球受到的重力和小球?qū)?xì)繩的拉力是一對作用力和反作用力C小球受到的重力和細(xì)繩對小球的

22、拉力是一對平衡力D小球受到的重力和小球?qū)?xì)繩的拉力是一對平衡力解析：選C.小球受到的重力與細(xì)繩對小球的拉力均作用在小球上，且等大反向，是一對平衡力，A、D錯誤，C正確；小球?qū)?xì)繩的拉力與細(xì)繩對小球的拉力才是一對作用力和反作用力，故B錯誤考點探究講練互動例1減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面；如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨?；繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動請將上述理想實驗的設(shè)想步驟按照正確的順序排列_(只要填寫序號即可)在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論，下列關(guān)于事實和推論的分類正確的是()A是事實，是推論 B是事實，是推論C是事實，是推論 D是事實，是推論【解析】本題再現(xiàn)了伽利略理想實驗法，即在可靠的物理事實的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)合理外推，將實驗理想化，并符合物理規(guī)律，得到正確結(jié)論其正確順序為，其中是事實，是合理外推【答案】B【名師點評】“理想實驗”就是在真實的