2020版物理浙江高考选考一轮复习讲义:必修1 第二章 实验2 探究求合力的方法 Word版含解析.pdf
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1、实验实验 2 探究求合力的方法 探究求合力的方法 误差分析 1.误差来源 除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差等。 2.减小误差的方法 (1)结点 O 定位 O 点时要力求准确。 同一次实验中橡皮条拉长后的 O 点必须保持不变。 (2)拉力 用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向。 应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一平面内。 两个分力 F1、F2间的夹角 不要太大或太小。 (3)作图 在同一次实验中,选定的比例要相同。 严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形,求出合力。 注意事项 操作不忘“三”“二”“一” 用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧
2、测力计示数、两细绳方 向和结点 O 的位置),用一个弹簧测力计拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧测力 计示数和细绳方向)及“一注意”(结点 O 的位置必须在同一位置)等。 热点一 教材原型实验 【例 1】 某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图 1 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 1 (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 (3)实验时,主要的步
3、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,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力 F1和 F2的图示, 并用平行四边形定则求出合力 F; E.只用一只弹簧测力计, 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
4、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 (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;而两根弹 簧测力计拉橡皮条至 O 点的拉力,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。 (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
5、一位置 O。 答案 (1)F (2)B (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置 O” 热点二 实验创新拓展 实验拓展创新的两种方法 以本实验为背景,以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件,或通过改变实 验条件、实验仪器设置题目。 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 替代 (2)钩码弹簧测力计 替代 【例 2】 (2018昆明市教学质量检测)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 2 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
6、移动的定滑轮,两根细绳跨过定滑轮 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 克,取 g9.8 m/s2。 图 2 (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 (2)根据某次实验得到的数据,该同学已经按照力的图示的要求画出了 F1、
7、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 _。 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。 (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 (1)AC (2)如解析图所示 定滑
8、轮有摩擦、 木板未竖直放置等(回答出一项 合理答案即可) 1.(2018浙江模拟卷 7)在竖直平面内,将小圆环挂在橡皮条的下端,橡皮条的长 度为 GE。用两个弹簧测力计拉动小圆环到 O 点,小圆环受到作用力 F1、F2和 橡皮条的拉力 F0,如图 3 所示。 图 3 (1)此时要记录下拉力 F1、F2的大小,并在白纸上记录_,以及 O 点的位 置。 (2)实验中,不必要的是_。 A.选用轻质小圆环 B.弹簧测力计在使用前应校零 C.撤去 F1、F2,改用一个力拉小圆环,仍使它处于 O 点 D.用两个弹簧测力计拉动小圆环时,要保持两弹簧测力计相互垂直 (3)图 4 中 F 是用一个弹簧测力计拉小
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