《山东专用2020版高考物理一轮复习第二章实验三验证力的平行四边形定则课件新人教.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东专用2020版高考物理一轮复习第二章实验三验证力的平行四边形定则课件新人教.ppt（30页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、实验三 验证力的平行四边形定则,实验基础,命题研析,实验基础 落实基础提炼精髓,注意事项 1.位置不变 同一次实验中橡皮条拉长后的结点O必须保持不变. 2.拉力 (1)细绳应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳方向画直线,应在细绳适当距离标出两个点.去掉细绳后,连直线确定力的方向. (2)应尽量使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内. (3)弹簧测力计数据尽量大些,读数时眼睛要正视,要按有效数字正确读数和记录. 3.作图 (1)在同一次实验中,选定的比例要相同. (2)两分力夹角不能太大或太小,作图时两力与对边一定要平行.,误差分析,命题研析 突破常规注重创新,命题点一
2、 基础性实验,【典例1】 (2017全国卷,22)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长.,(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出.测力计的示数如图(b)所示,F的大小为 N.,答案:(1)4.0,解析:(1)由图可知,F的大小为4.0 N.,(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点,此时观察
3、到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N. 用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1,F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合; F合的大小为 N,F合与拉力F的夹角的正切值为 .若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则.,答案:(2)见解析 4.0 0.05,方法技巧,(1)弹簧测力计的读数要点 注意弹簧测力计的最小格表示的力的数值. 弹簧测力计读数要符合有效数字要求,小数点后数字位数与单位长度的力相对应. (2)作图求
4、合力的方法 实验中在测出两个分力大小、方向的前提下求合力大小和方向时,必须严格按照所设单位长度以及分力方向作出分力,然后作平行四边形及所夹对角线,再确定合力的大小和方向.,题组训练,1.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图(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.,(1)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 . (2)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,解析:(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向;而两
5、个弹簧测力计拉橡皮条至O点时,根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力,由于误差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F. (2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效替代,故选项B正确.,答案:(1)F (2)B,(3)实验时,主要的步骤是 A.在桌上放一块方木板,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O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数; D.按选好的标度
6、,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F; E.只用一个弹簧测力计,通过细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,有重要遗漏的步骤的序号是 和 ; 遗漏的内容分别是 和 .,解析:(3)根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知,有重要遗漏的步骤的序号是C,E. 在C中未记下两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O.,答案:(3)C E C中应加上“记下两条细绳的方向” E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位
7、置O”,2.完成以下“验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤:,(1)如图(甲),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,记下结点O的位置、两弹簧测力计的读数F1,F2以及两细绳套的方向.,(2)如图(乙),用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到 ,记下细绳套的方向,读得弹簧测力计的示数F= .,解析:(2)如题图(乙),用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O,记下细绳套的方向,由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数F=4.0 N.,答案:(2)同一位置O 4.0 N,(3)如图(丙),按选定的标度作出了F1,F2的图示,请在图(丙)中: 按
8、同样的标度作出力F的图示; 按力的平行四边形定则作出F1,F2的合力F. (4)若F与F ,则平行四边形定则得到验证.,解析:(3)作出力F的图示如图所示.,答案:(3)见解析 (4)在误差范围内大小相等,方向相同,根据力的平行四边形定则,作出F1,F2的合力F,如图所示.,(4)若F与F在误差范围内大小相等,方向相同,则平行四边形定则得到验证.,命题点二 创新实验,【典例2】 (2015山东卷,21)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则. 实验步骤: 将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向. 如图(甲)所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,
9、直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1,O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1,O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50 N,测出所对应的l,部分数据如表所示.,找出中F=2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O,O,橡皮筋的拉力记为FO O. 在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图(乙)所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A,B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB.,完成下列作图和填空: (1)利用表中数据在图(丙)中画出F-l图线,根据图线求得l0= cm. (
10、2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则FOA的大小为 N.,解析:(1)根据表格数据描点,作出F-l图线,图线的横截距即表示橡皮筋原长,因此l0=10.0 cm. (2)橡皮筋总长l=OA+OB=13.60 cm,根据F-l图线,可读出橡皮筋长度l=13.6 cm时橡皮筋的拉力为1.80 N.,答案:(1)如图(甲)所示 10.0(9.8,9.9,10.1均正确),(2)1.80(1.701.90均正确),(3)根据给出的标度,在图(丁)中作出FOA和FOB的合力F的图示. (4)通过比较F与 的大小和方向,即可得出实验结论.,解析:(3)根据平行四边形定则作图,对角线表示合力
11、F. (4)若F与FO O在误差范围内大小相等、方向相同,就表明力的平行四边形定则是正确的.,答案:(3)如图(乙)所示,(4)FO O,【创新/改进点分析】 1.实验方案的创新:在验证力的平行四边形的实验中,为了确定分力的大小,增加了实验测量橡皮筋的劲度系数和原长. 2.实验器材的创新:用弹簧秤显示合力的大小和方向,用橡皮筋代替两弹簧秤;秤钩上涂抹少许润滑油,使两个分力等大.,题组训练,1.(2019云南昆明教学质量检测)某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验,装置如图(甲)所示,在竖直放置的木板上部附近两侧,固定两个力传感器,同一高度放置两个可以移动的定滑轮,两根细绳跨过
12、定滑轮分别与两力传感器连接,在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码,力传感器1,2的示数分别为F1,F2,调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角.实验中使用若干相同的钩码,每个钩码质量均为100 g,取 g=9.8 m/s2.,(1)关于实验,下列说法正确的是 . A.实验开始前,需要调节木板使其位于竖直平面内 B.每次实验都必须保证结点位于O点 C.实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向 D.实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力,解析:(1)实验开始前,需要调节木板使其位于竖直平面内,以保证钩码重力等于细线中的拉力,选项A正确;该装置每次实验不需要保证结点位
13、于O点,选项B错误;实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向,选项C正确;悬挂于O点钩码的总重力可以根据钩码的质量得出,不需要力传感器测量,选项D错误.,答案:(1)AC,(2)根据某次实验得到的数据,该同学已经按照作力的图示的要求画出了F1,F2,请你作图得到F1,F2的合力F(只作图,不求大小),并写出该合力不完全竖直的一种可能原因 (答案合理即可).,解析:(2)利用平行四边形定则作出F1和F2的合力F.该合力方向不完全在竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等.,答案:(2)见解析图 定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等,2.某实验小组用一个弹簧测力计和一个量角器等器
14、材验证力的平行四边形定则,设计了如图所示的实验装置,固定在竖直木板上的量角器的直边水平,橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处,另一端系绳套1和绳套2,主要实验步骤如下:,(1)弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O点处,记下弹簧测力计的示数F; (2)弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮 筋,使橡皮筋的结点到达O处,此时绳套1沿0方向,绳套2沿120方向,记下弹簧测力计的示数F; (3)根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力为 ; (4)比较 即可初步验证; (5)只改变绳套2的方向,重复上述实验步骤; (6)将绳套1由0方向缓慢转动到60方向,同时绳套2由 120方向缓慢转动到180方向,此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动,保持绳套1和绳套2的夹角120不变,关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是 .(填选项前的序号) A.逐渐增大 B.先增大后减小 C.逐渐减小 D.先减小后增大,