實驗：驗證力的平行四邊形定則

實驗：驗證力的平行四邊形定則第一頁，共27頁。實驗驗證力的平行四邊形定則第二頁，共27頁。第三頁，共27頁?！褡⒁馐马?．位置不變同一次實驗中橡皮條拉長后的結(jié)點O必須保持不變．2．拉力(1)細(xì)繩應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向．不要直接沿細(xì)繩方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩兩端畫兩個射影點，去掉細(xì)繩后，連直線確定力的方向．(2)應(yīng)盡量使橡皮條、彈簧測力計和細(xì)繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi)．(3)彈簧測力計數(shù)據(jù)盡量大些，讀數(shù)時眼睛要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄．3．作圖(1)在同一次實驗中，選定的比例要相同．(2)兩分力夾角不能太大或太小，作圖時兩力與對邊一定要平行．

第四頁，共27頁。第五頁，共27頁。例(2017·新課標(biāo)全國卷Ⅲ·22)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1mm)的紙貼在水平桌面上，如圖(a)所示．將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長．(1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標(biāo)原點O，此時拉力F的大小可由測力計讀出．測力計的示數(shù)如圖(b)所示，F(xiàn)的大小為___N.第六頁，共27頁。(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點；現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點．此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1＝4.2N和F2

＝5.6N.(i)用5mm長度的線段表示1N的力，以O(shè)為作用點，在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合；(ii)F合的大小為________N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為________．若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實驗驗證了力的平行四邊形定則．

第七頁，共27頁。第八頁，共27頁。【變式訓(xùn)練】(2018·福建龍巖質(zhì)檢)在豎直平面內(nèi)，將小圓環(huán)掛在橡皮條的下端，橡皮條長度為GE.用兩個彈簧秤拉動小圓環(huán)到O點，小圓環(huán)受到作用力F1、F2和橡皮條的拉力F0，如圖甲所示．(1)此時要記錄下拉力F1、F2的大小，并在白紙上作出________________，以及O點的位置．(2)實驗中，不必要的是________．A．選用輕質(zhì)小圓環(huán)B．彈簧秤在使用前應(yīng)校零C．撤去F1、F2，改用一個力拉小圓環(huán)，仍使它處于O點D．用兩個彈簧秤拉動小圓環(huán)時，要保持兩彈簧秤相互垂直

第九頁，共27頁。(3)圖乙中F′是用一個彈簧秤拉小圓環(huán)時，在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖示．F與F′中，方向一定沿GO方向的是________．第十頁，共27頁。實驗拓展創(chuàng)新的兩種方法以本實驗為背景，以實驗中操作的注意事項、誤差來源設(shè)置條件，或通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目．1．對實驗原理的理解、實驗方法的遷移2．實驗器材的改進(jìn)(1)橡皮筋……彈簧測力計(2)鉤碼……彈簧測力計(3)力傳感器……彈簧測力計第十一頁，共27頁。第十二頁，共27頁。第十三頁，共27頁?！咀兪接?xùn)練】小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則．(1)實驗記錄紙如圖所示，O點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計共同作用時，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點；一個彈簧測力計拉橡皮筋時，拉力F3的方向過P3點．三個力的大小分別為F1＝3.30N、F2＝3.85N和F3＝4.25N．請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力．第十四頁，共27頁。(2)仔細(xì)分析實驗，小明懷疑實驗中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實驗結(jié)果．他用彈簧測力計先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響．實驗裝置如圖所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O點，下端N掛一重物．用與白紙平行的水平力緩慢地移動N，在白紙上記錄下N的軌跡．重復(fù)上述過程，再次記錄下N的軌跡．兩次實驗記錄的軌跡如圖所示．過O點作一條直線與軌跡交于a、b兩點，則實驗中橡皮筋分別被拉伸到a和b時所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為________．

第十五頁，共27頁。(3)根據(jù)(2)中的實驗，可以得出的實驗結(jié)論有(填寫選項前的字母)(

)A．橡皮筋的長度與受到的拉力成正比B．兩次受到的拉力相同時，橡皮筋第2次的長度較長C．兩次被拉伸到相同長度時，橡皮筋第2次受到的拉力較大D．兩次受到的拉力相同時，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大(4)根據(jù)小明的上述實驗探究，請對驗證力的平行四邊形定則實驗提出兩點注意事項．第十六頁，共27頁。隨堂訓(xùn)練·即時鞏固1．(2018·河北保定質(zhì)檢)小白用如圖所示的裝置驗證“力的平行四邊形定則”，其部分實驗操作如下．(1)請完成下列相關(guān)內(nèi)容：a．在木板上記下懸掛兩個鉤碼時彈簧末端的位置O.b．卸下鉤碼，然后將兩繩套系在彈簧下端，用兩彈簧測力計將彈簧末端拉到同一位置O，記錄細(xì)繩套AO、BO的方向及兩彈簧測力計相應(yīng)的讀數(shù)．圖中B彈簧測力計的讀數(shù)為________N.

第十七頁，共27頁。c．小白在坐標(biāo)紙上畫出兩彈簧拉力FA、FB的大小和方向如圖所示，請你用作圖工具在圖中坐標(biāo)紙上作出FA、FB的合力F′.d．已知鉤碼的重力，可得彈簧所受的拉力F如圖所示．e．最后觀察比較F和F′，得出結(jié)論．(2)本實驗采用的科學(xué)方法是___．A．理想實驗法B．控制變量法C．等效替代法

D．建立物理模型法

第十八頁，共27頁。2．(2018·河北百校聯(lián)盟質(zhì)檢)在課外活動小組進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的過程中，某研究小組設(shè)計了一個實驗來探究求合力的方法．(1)用兩只彈簧測力計A、B把小圓環(huán)拉到某一位置O，這時AO、BO間夾角∠AOB<90°，如圖1所示，現(xiàn)不改變彈簧測力計A的拉力方向，使其拉力減小，要使小圓環(huán)仍被拉到O點，應(yīng)調(diào)節(jié)彈簧測力計B的拉力大小及β角，在下列調(diào)整方法中，可行的是________．①增大B的拉力，減小β角②增大B的拉力，β角不變③增大B的拉力，增大β角④B的拉力大小不變，增大β角第十九頁，共27頁。第二十頁，共27頁。第二十一頁，共27頁。3．(2018·佛山模擬)某實驗小組用一只彈簧測力計和一個量角器等器材驗證力的平行四邊形定則，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，固定在豎直木板上的量角器的直邊水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圓心O的正上方A處，另一端系繩套1和繩套2.主要實驗步驟如下：第二十二頁，共27頁。Ⅰ.彈簧測力計掛在繩套1上豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點到達(dá)O處，記下彈簧測力計的示數(shù)F；Ⅱ.彈簧測力計掛在繩套1上，手拉著繩套2，緩慢拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點到達(dá)O處，此時繩套1沿0°方向，繩套2沿120°方向，記下彈簧測力計的示數(shù)F1；Ⅲ.根據(jù)力的平行四邊形定則計算繩套1的拉力F′1＝

；Ⅳ.比較

，即可初步驗證；Ⅴ.只改變繩套2的方向，重復(fù)上述實驗步驟．

第二十三頁，共27頁。將繩套1由0°方向緩慢轉(zhuǎn)動到60°方向，同時繩套2由120°方向緩慢轉(zhuǎn)動到180°方向，此過程中保持橡皮筋的結(jié)點在O處不動，保持繩套1和繩套2的夾角120°不變．關(guān)于繩套1的拉力大小的變化，下列結(jié)論正確的是________．(填選項前的序號)A．逐漸增大B．先增大后減小C．逐漸減小

D．先減小后增大

第二十四頁，共27頁。第二十五頁，共27頁。4．(2016·浙江高考)某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，測得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500N/m.如圖甲所示，用彈簧OC和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實驗．在保持彈簧伸長1.00cm不變的條件下，(1)若彈簧秤a、b間夾角為90°，彈簧秤a的讀數(shù)是__N(圖乙中所