第11讲　实验：验证力的平行四边形定则.ppt

矢量合成法则是由本实验探究得出的，做实验时认真思考一下为什么两次实验时橡皮条的结点必须拉到同一位置等问题，最后在老师的引导下，自己作出总结也可以不用橡皮条去探究合成法则，自己可以多设计方案培养探究学习能力,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,第11讲 实验：验证力的平行四边形定则,自 主·基 础 构 建,导学建议,自主导学,一、实验目的 验证力的平行四边形定则 二、实验原理 如果两个互成角度的共点力F1、F2作用于橡皮条的结点上，与只用一个力F作用于橡皮条的结点上，所产生的效果相同(橡皮条在相同方向上伸长相同的长度)，那么，F就是F1和F2的合力根据平行四边形定则作出两共点力F1和F2的合力F的图示，应与F的图示等大同向 探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指( ),http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,达标自测 1,A使两分力与合力满足平行四边形定则 B使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合 C使两次橡皮筋伸长的长度相等 D使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变 【解析】等效性是指使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合 【答案】B 三、实验器材 方木板一块，白纸，弹簧秤(两只)，橡皮条，细绳套(两条)，三角板，刻度尺，图钉若干，细芯铅笔,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,四、实验步骤 1用图钉把白纸钉在放于水平桌面的方木板上 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 3用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图所示，记录两弹簧秤的示数，用铅笔描下O点的位置及此时两条细绳的方向,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,3用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图所示，记录两弹簧秤的示数，用铅笔描下O点的位置及此时两条细绳的方向 4用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺和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只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧秤的读数F和细绳的方向，用刻度尺从O点按选定的上次同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F的图示 6比较F与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向 7改变两个力F1与F2的大小和夹角，重复实验两次,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,做“验证力的平行四边形定则”实验中，实验步骤如下： (1)在水平放置的木板上固定一张白纸 (2)把橡皮条的一端固定在O点，另一端拴两根带套的细线，细线与橡皮条的交点叫做结点 (3)在纸面离O点比橡皮条略长的距离上标出A点 (4)用两个弹簧测力计分别沿水平方向拉两个绳套，把结点 拉至A点，如图所示，记下此时两力F1和F2的方向和大小 (5)改用一个弹簧测力计沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至A点，记下此时F的方向和大小 (6)拆下弹簧测力计和橡皮条,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,达标自测 2,请你写出下面应继续进行的实验步骤：_. 【解析】继续进行的实验步骤为： (1)在A点按同一标度，作出F1、F2、F的图示； (2)利用平行四边形定则作F1、F2的合力F； (3)比较F和F的大小和方向，并得出结论 【答案】略 五、注意事项 1在O处的结点应小一些，细绳套应长一些 2在仪器许可的条件下，应使拉力尽可能大一些，以减小读数误差,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,3画力的图示时，要选取合适的标度，尽量将图画的大一些 4在同一次实验中，橡皮条结点O的位置不能变动 六、误差分析 本实验误差的主要来源除弹簧秤本身的误差外，还有读数误差、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，两力的对边要平行,两个分力F1和F2间的夹角越大,用平行四边形作图得到的合力F的误差F也越大,所以实验中不要把取得太大,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,题型一：对实验操作及原理的理解 在“探究求合力的方法”的实验中，其中的三个实验步骤如下： (1)在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细绳，通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细绳的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2.,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,互动·方法探究,题 型 方 法,例题1,(2)在纸上根据F1和F2的大小，选择合适的标度，应用平行四边形定则求出合力F. (3)只用一只测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两测力计拉时相同，记下此时测力计的读数F和细绳的方向 以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出来 (1)中是_ (2)中是_ (3)中是_ 规范解析按实验操作要求，记录力的大小和方向，其次在两次拉橡皮条的过程中，结点O要达到相同位置，这样才能保证两次效果相同,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,【答案】未记下细绳的方向 除F1、F2的大小之外，还应记下F1、F2的方向才能准确作图 应将橡皮条与细绳的结点拉至同一位置O点 题型二：实验数据的处理 将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图甲所示，这时弹簧测力计的示数可从图中读出,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,例题2,(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_N和_N. (2)在图乙所示的坐标纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力 规范解析由题可知，弹簧秤的最小分度为0.1 N，因此，竖直向下的弹簧秤读数为2.5 N，水平向右的弹簧秤读数为4.0 N作出合力如图丙所示 【答案】(1)2.5 4.0 (2)如图丙所示,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,五年高考,12010年高考·天津理综卷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，下列说法正确的是_(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,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,(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 命题分析本题考查了探究求合力方法的实验原理和减小实验误差的方法，这都是我们在探究每个实验时要注意的两个方面 规范全解(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求是两次拉伸橡皮条的作用效果是相同的，故选项B、D正确；(2)要减小实验误差，弹簧秤、细,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,绳、橡皮条都必须与木板平行用弹簧秤同时拉细绳时，弹簧秤的示数之差适当大些即可，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故选项B、D正确 【答案】(1)BD (2)BD 22009年高考·山东理综卷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)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,(1)为完成该实验，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测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d记录悬挂重物后结点O的位置 (2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_ 命题分析本题考查的是验证平行四边形法则，解答的关键是理解好等效的思想 规范全解(1)必须测量橡皮筋原长和悬挂重物后橡皮筋的长度，这样才能确定橡皮筋的伸长量确定各力的大小，,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,还需记录悬挂重物后结点O的位置,同时记下三条橡皮筋所在的方向，以便确定各拉力的方向,根据平行四边形定则作出合力的图示，因此(1)中必须的是bcd；(2)改变条件再次验证可采用更换不同的小重物的方法 【答案】(1)bcd (2)更换不同的小重物,http:/wx.jtyjy.com/jty/main/index.shtm,