班级姓名学号#班级姓名学号高三物理一轮复习学案 2.6实验：力的平行四边形定则、胡克定律知识要点直击实验目的：验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.实验原理：一个力F/的作用效果和两个力 Fi、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点， 所以F /就是这两个力Fi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Fi和F2的合力F的图示，比较F和F，的大小和方向是否相同；若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则.实验器材：方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个)一、实验步骤1在水平桌面上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上.2 .用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端.图 2-5-i3 .用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点 到达某一位置 0 (如图2-5-1所示).4 用铅笔描下结点 0的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数在白纸上按比例作出两个弹簧测力计的拉力Fi和F2的图示，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力 F .5只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置0,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向.按同样的比例用刻度尺从 0点起作出这个弹簧测力计的拉力F的图示.6 比较F与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等.7 .改变两个分力Fi和F2的大小和夹角；再重复实验两次，比较每次的F与F 是否在实验误差允许的范围内相等.二、操作技巧和注意事项i. 正确使用弹簧测力计：(1) 弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉，若两只弹簧测力计在对拉的过程中，读数相等，则可选；若读数不同，应另换；(2) 弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下使用；(3) 使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正调零；(4 )被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦；(5)读数时应正对、平视刻度.2 .实验注意事项：(i) 同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置0必须保持不变；(2 )用弹簧测力计测拉力时，应使拉力沿弹簧测力计的轴线方向，橡皮条、弹簧测力计和细绳套应位于与纸面 平行的同一平面内.(3)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向；(4 )在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要适当选取标度，使所做力的图示稍大些.三、误差分析i. 本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还出现读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定 要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力的对边一定要平行；2 .两个分力Fi和F2的夹角a越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差也越大，所以实验中不要把a取得太大.虽然如此，实验必有误差，我们要尽量规范操作减小误差，千万不要硬凑数据而使实验毫无误差而失 去实验的意义.#班级姓名学号典型例题讲练 例1某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，主要步骤如下：A .在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B. 用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C. 用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置0记下0 点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D. 按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力Fi和F2的图示，并用平行四边形定则作 出合力F ;E. 只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力 F的图示；F. 比较力F 和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论.上述步骤中：(1) 有重要遗漏内容的步骤的序号是 和；(2) 遗漏的内容分别是 和.例1解析：用两个弹簧测力计将结点拉至0点时，除读出两弹簧测力计的示数外，还应记下两拉力的方向，当只用一个弹簧测力计拉橡皮条时，必须将结点拉至0点.答案：(1)C E 描下两力的方向结点拉至0点例2.某同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时, 只弹簧测力计拉力的大小，如图实-3-7(a)所示.利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置0点以及两乙#班级姓名学号#班级姓名学号图实一3-7(1) 试在图中作出无实验误差情况下Fi和F2的合力图示，并用 F表示此力.(2) 有关此实验，下列叙述正确的是 .A 两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B 橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C.两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置0这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉 力的大小即可(力 F 是用(3) 图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实?一只弹簧测力计拉时的图示_)答：.(4) 在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)答: /E/Qif r例2解析：如图所示.(2) 两弹簧测力计的拉力与橡皮条的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B错误；结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一弹簧测力计的拉力的大小和方 向必须都改变，故 D错误；正确的选项只有 A、C.(3) 用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与 橡皮条拉力一定在同一直线上，故甲符合实验事实.Fi的方向比真实方向偏左；F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；作图时两虚线不分别与Fi线和F2线平行.答案：(1)见解析 (2)AC(3)甲 见解析物理限时检测1 .用弹簧测力计测量力的大小时，下列使用方法中正确的是()A .拿起弹簧测力计就进行测量读数B 先用标准砝码检查示数正确后，再进行测量读数C 测量前检查弹簧指针正指零刻线，用标准砝码检查示数正确后，再进行测量读数D .测量前观察到弹簧测力计示数准确指在0.5 N，测量读取的数值应是示数减去 0.5 N1解析：在使用弹簧测力计之前，首先检查和矫正零点，然后利用标准砝码检查证明其准确后，才能去测量一个力的大小，所以 A、B错，C项正确；D项中用减去测量前的示数的方法也是可行的，所以应选C、D.2. 湖南省长沙市一中2010届上学期高三第二次月考“验证力的平行四边形定则” 的实验情况如图甲所示， 其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点, OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。(1 )图乙中的F与F两力中，方向一定沿 AO方向的是 。(2) 本实验采用的科学方法是 。A.理想实验法B.等效替代法#班级姓名学号#班级姓名学号C.控制变量法D.建立物理模型法#下列说法中正确的是.A .在测量同一组数据 Fi、F2和合力F的过程中，橡皮条结点0的位置不能变化B .弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C . Fi、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D .为减小测量误差，Fi、F2方向间夹角应为90弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为 N.解析：（1）在测量同一组数据的过程中，橡皮条结点0的位置不能变化，如果变化，即受力变化，所以选项正确；由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点 0,定滑轮只能改变力的方向不能改变力的大小， 所以弹簧测力 计拉线的方向不一定要沿竖直方向， B选项错误；弹簧测力计的使用，不能超过其量程，C选项正确；两个拉力的方向合适即可，不宜太大，也不宜太小，但不一定为90所以D选项错误.（2）考查弹簧测力计的读数.答案： （1）AC（2）4.004. （2010天津理综）在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的 两根细绳.实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一 个弹簧秤通过细绳拉橡皮条.（1）实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的 （填字母代号）.A .将橡皮条拉伸相同长度即可B .将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C .将弹簧秤都拉伸到相同刻度D .将橡皮条和绳的结点拉到相同位置（2）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是（填字母代号）.A .两细绳必须等长B .弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C .用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D .拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些班级姓名学号5解析：(1)该实验的关键是等效替代，故选B、D.答案： (1)BD(2)BD5. 有同学利用如右图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在纸，固定两个光滑的滑轮 A和B,将绳子打一个结点0,每个钩码的达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力FToa、FTob和FToc，(1)改变钩码个数，实验能完成的是()A .钩码的个数Ni = 2= 2, N3= 4B .钩码的个数Ni = N3= 3 , N2= 4D .钩码的个数Ni = 3, N2= 4, N3= 5竖直木板上铺有白重量相等，当系统回答下列问题：C .钩码的个数 Ni = N2= N3= 4#(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是()A .标记结点 0的位置，并记录 0A、OB、0C三段绳子的方向B .量出0A、OB、0C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6解析：(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|Fi F2|F3Fi+ F2,因此B、C、D选项是可以的.A(3) A 实验中F3是竖直向下的.答案： (i)BCD (2)A6. (09山东)请完成以下两小题。(i) 某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小事物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第二条橡皮筋连接，结点为 0,将第三条橡皮筋的另一端通过细胞挂一重物。为完成实验，下述操作中必需的是 a. 测量细绳的长度b. 测量橡皮筋的原长c. 测量悬挂重物后像皮筋的长度d .记录悬挂重物后结点 0的位置钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验证，可采用的方法是(1 bcd更换不同的小重物实验目的：i.探究弹力与弹簧伸