资源预览内容
第1页 / 共13页
第2页 / 共13页
第3页 / 共13页
第4页 / 共13页
第5页 / 共13页
第6页 / 共13页
第7页 / 共13页
第8页 / 共13页
第9页 / 共13页
第10页 / 共13页
亲,该文档总共13页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
实验二力的平行四边形定则1实验目的验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则2实验原理等效法:使一个力F的作用效果和两个力F1、F2的作用效果相同,都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到某点,所以这个力F就是那两个力F1和F2的合力作出力F的图示,再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示,比较F和F的大小和方向是否相同3实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干个)、细芯铅笔、橡皮条、细绳套(两个)4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图1(3)用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O,如图1甲所示,记录弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时的两细绳套的方向(4)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺、三角板作平行四边形,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)只用一个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F和细绳套的方向,用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这个弹簧测力计的拉力F的图示(6)比较力F与用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和F2的大小和夹角,再重复实验两次5注意事项(1)不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳连两细绳套,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(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,应在细绳套末端用铅笔画一个点,取掉细绳套后,再将所标点与O点连直线确定力的方向(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6误差分析(1)弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计(2)弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力F1、F2的夹角适当大些自测1本实验采用的科学方法是()A理想实验法B等效替代法C控制变量法D建立物理模型法答案B自测2某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图2甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳图乙是在白纸上根据实验结果画出的图图2如果没有操作失误,图乙中的F与F两力中,方向一定沿AO方向的是_答案F命题点一教材原型实验例1(2018金陵中学等三校四模)“验证力的平行四边形定则”的实验如图3甲所示图3(1)某同学实验操作步骤如下:如图甲所示把橡皮条的一端固定在板上的A点,用两条细绳连在橡皮条的另一端,通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条,橡皮条伸长,使结点伸长到O点,用铅笔记下O点的位置,并记下两个测力计的读数在纸上按比例作出两个力FOB、FOC的图示,用平行四边形定则求出合力F.只用一个测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点,记下测力计的读数和细绳的方向,按同样比例作出这个力F的图示(如图乙),比较F与用平行四边形定则求得的合力F.改变FOB和FOC的夹角和大小,重复上述过程上述实验过程中有重要遗漏的步骤是_(填步骤序号);图乙中,力_的图线与AO延长线重合(选填F或F)(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项,你认为正确的有_A拉橡皮条的细绳套适当细一些且长一些B实验中把橡皮条节点拉到O点时,两弹簧测力计之间的夹角为90不变,可便于计算合力C拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板D两根细绳必须等长,且橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上(3)如图丙,某次测量FOB、FOC大小、方向实验过程中发现,FOC读数几乎满量程,而FOB读数不到量程一半(两弹簧测力计相同),需要作适当调整,下列做法正确的是_A保持结点O位置不变、OB方向不变,OC逆时针转过一定的角度B保持结点O位置不变,OB、OC逆时针转过适当的角度C适当调整结点O远离A,OB顺时针方向、OC逆时针各转过适当角度D适当调整结点O靠近A,OB方向可不变,OC逆时针转过一个角度答案(1)F(2)AC(3)D解析(1)本实验为了验证力的平行四边形定则,采用的方法是作力的图示法,作出合力的理论值和实际值,然后进行比较,得出结果所以,实验时,除记录弹簧测力计的示数外,还要记下两条细绳的方向,以便确定两个拉力的方向,这样才能作出拉力的图示步骤中未记下两条细绳的方向;题图乙力F是用一根弹簧测力计拉橡皮条得到的,所以应该是F与AO延长线重合(2)拉橡皮条的细绳套适当的细一些且长一些,有利于实验的操作,因此A正确两细绳套的方向不一定要成90夹角,故B错误. 弹簧测力计测量拉力时,测力计应与木板平面平行,且细绳与弹簧伸长的方向平行,故C正确两根细绳不一定要等长,且橡皮条不一定要与两绳夹角的角平分线在同一直线上,故D错误(3)若O的位置不变,则合力不变,OB方向不变,则OC的大小方向均不变,故A错误若O的位置不变,则合力不变,OC逆时针旋转,则OB须顺时针旋转,所以B错误若适当调整结点O远离A,则合力变大,OB顺时针方向、OC逆时针各转过适当角度的话,OC会超出量程,故C错误若适当调整结点O靠近A,则合力减小,若OB方向不变,逆时针旋转OC,可增大OB的读数,故D正确变式1(2018锡山中学月考)在“力的合成的平行四边形定则”实验中,某同学将橡皮筋的一端固定于P点,用一只弹簧测力计将橡皮筋的另一端拉到O点,记下拉力F合的大小和方向图4(1)改用两只弹簧测力计拉伸橡皮筋,记下两个分力,如图4甲所示请指出图中两处操作错误_;_.(2)纠正错误后,记下两分力F1、F2的大小和方向,如图乙所示,用力的图示法在纸上画出表示三个力的箭头,以表示F1和F2的线段为邻边作平行四边形,由图可得,F1和F2的合力F_N.(3)在图乙中,表示F合的线段不在平行四边形的对角线上,上述实验误差产生的原因可能有哪些?_.答案(1)橡皮筋的端点没有再次回到O点拴在橡皮筋上的细绳套太短(2)4.5(3)上述实验误差产生的原因可能有力的测量有误差;作图不准确;力的方向记录不准确等解析(1)两处错误是:橡皮筋的端点没有再次回到O点;拴在橡皮筋上的细绳套太短;(2)由题图乙可得,F1和F2的合力F4.5 N;(3)误差原因:力的测量有误差;作图不准确;力的方向记录不准确等命题点二实验拓展与创新1对实验原理的理解、实验方法的迁移2实验器材的改进(1)橡皮筋弹簧测力计(2)钩码弹簧测力计例2(2018徐州市期中)某同学为了“验证力的平行四边形定则”,准备了三根相同的橡皮筋、木板、重物、刻度尺、三角板、铅笔、细绳套、白纸、钉子等器材操作步骤如下:a把三根橡皮筋的一端系在一起,另一端分别系一个细绳套;b将白纸固定在木板上,在木板上钉两个钉子,将任意两个橡皮筋上的绳套分别套在两钉子上;c立起木板,将重物挂在剩下的一个绳套上,如图5甲所示;d记录下三根橡皮筋的长度和橡皮筋结点的位置O及每个橡皮筋的方向;e取下白纸,利用橡皮筋的伸长量作为拉力大小,画出受力图,验证力的平行四边形定则;f换用不同的重物重复实验图5(1)此实验还需_:A测量重物的质量B记录下两个钉子的位置C测量橡皮筋的原长(2)某次实验,测得三根橡皮筋的伸长量及方向把橡皮筋的伸长量作为拉力大小,作出力的图示,如图乙所示,请任选两个力,根据平行四边形定则作出合力;(3)在(2)问作出的图中,根据_可以说明力的合成满足平行四边形定则(4)如果换用不同的重物再次重复该实验,_(填“需要”或“不需要”)改变钉子的位置,使橡皮筋的结点回到原来的O点答案(1)C(2)见解析图(3)由平行四边形作出的对角线与第三条橡皮筋的伸长量大小基本相等,方向差不多都在竖直方向上(4)不需要解析(1)实验通过作出三个力的图示,来验证“力的平行四边形定则”,因此重物的重力不需要知道,故不选A;在题述步骤中已经记录了每条橡皮筋的方向,不需要记录两个钉子的位置,故不选B;本实验以弹簧的伸长量来作平行四边形,步骤d中测量了橡皮筋悬挂重物后的长度,要计算伸长量,需要测量橡皮筋的原长,故选C.(2)如图,以其中两个橡皮筋的伸长量为邻边作平行四边形,平行四边形的对角线为合力的理论值;(3)由平行四边形作出的对角线与第三条橡皮筋的伸长量大小基本相等,方向差不多都在竖直方向上即验证了力的合成满足平行四边形定则(4)因为该实验是利用橡皮筋的伸长量作为拉力大小,画出受力图,验证力的平行四边形定则,若换用不同的重物重复该实验,不需要使橡皮筋结点回到原来的O点变式2(2018兴化市第一中学期初)有同学利用如图6所示的装置来验证力的平行四边形定则在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2、和F3,回答下列问题图6(1)改变钩码个数,实验能完成的是_A钩码的个数N1N22,N34B钩码的个数N1N33,N24C钩码的个数N1N2N34D钩码的个数N13,N24,N35(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是_A标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B量出OA、OB、OC三段绳子的长度C用量角器量出三段绳子之间的夹角D用天平测出钩码的质量(3)在作图时,你认为图7中_(选填“甲”或“乙”)是正确的图7答案(1)BCD(2)A(3)甲解析(1)三个力平衡的条件为:任意两力大小之和大于等于第三个力,任意两力大小之差小于等于第三个力,所以题中四个选项都能平衡,但由于实验装置中的三个力不能共线,故A错误(2)为验证力的平行四边形定则,必须作受力图,所以先明确受力点,即标记结点O的位置,其次要作出力的方向并读出力的大小,最后作出力的图示,因此要记录砝码的个数和OA、OB、OC三段绳子的方向,故A正确,B、C、D错误(3)以O点为研究对象,F3的实际作用效果在OC这条线上,由于误差的存在,F1、F2的理论值要与实际值有一定偏差,故题图甲符合实际,题图乙不符合实际.1(2019响水中学一模)在“探究求合力的方法”实验中,某同学用两只弹簧秤将橡皮筋的端点拉到点O,作出这两个力F1、F2的图示(图8甲),然后用一只弹簧秤将橡皮筋的端点仍然拉到O,弹簧秤示数F如图乙所示图8(1)弹簧秤的示数F_N;(2)请帮他在图甲中画出力F的图示(图中a为记录F方向时所记录的一点);
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号