1112高中物理全程學習方略配套課件 第4章 實驗驗證力的平行四邊形定則 魯科版必修1.ppt

實驗原理 典例1 某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則 他找到三條相同的橡皮筋 遵循胡克定律 和若干小重物 以及刻度尺 三角板 鉛筆 細繩 白紙 釘子 設(shè)計了如下實驗 將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子a b上 另一端與第三條橡皮筋連接 結(jié)點為o 將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一小重物 1 為完成該實驗 下述操作中必需的是 a 測量細繩的長度b 測量橡皮筋的原長c 測量懸掛重物后橡皮筋的長度d 記錄懸掛重物后結(jié)點o的位置 2 釘子位置固定 欲利用現(xiàn)有器材 改變條件再次驗證 可采用的方法是 標準解答 本題中結(jié)點受三個力 其中兩個力的合力與第三個力等大反向 故先測出各力的大小和方向 然后以結(jié)點o為起點作出各力的圖示 以兩邊為鄰邊作平行四邊形 如果在實驗誤差允許范圍內(nèi)平行四邊形的對角線與第三個力等大反向 即可驗證 為測量各力的大小需要記錄橡皮筋原長 懸掛重物后的長度以及記錄懸掛重物后o點的位置 故應(yīng)選b c d 可以通過改變小重物改變各力的大小和方向 答案 1 b c d 2 更換不同的小重物 實驗步驟 典例2 2011 龍巖高一檢測 將橡皮筋的一端固定在a點 另一端拴上兩根細繩 每根細繩分別連接著一個量程為5n 最小刻度為0 1n的彈簧測力計 沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計 當橡皮筋的活動端拉到o點時 兩根細繩相互垂直 如圖甲所示 這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出 1 由圖甲可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為 n和 n 只需讀到0 1n 2 在圖乙所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力 標準解答 1 讀彈簧測力計示數(shù)時 應(yīng)注意首先找零刻度 尤其是豎直放置的那個彈簧測力計是倒置的 它的讀數(shù)是2 5n而不是3 5n 水平放置的彈簧測力計讀數(shù)是4 0n 2 選取標度 作出力的圖示及求得的合力如圖所示 答案 1 4 02 5 2 見標準解答圖 1 在 驗證力的平行四邊形定則 的實驗中 合力與分力的作用效果相同 這里作用效果是指 a 彈簧測力計的彈簧被拉長b 固定橡皮條的圖釘受拉力產(chǎn)生形變c 細繩套受拉力產(chǎn)生形變d 使橡皮條在同一方向上伸長到同一長度 解析 選d 合力與分力之間是等效替代關(guān)系 所以在實驗中的作用效果相同是指橡皮條的伸長量相同且伸長到同一位置 故d正確 2 2011 聊城高一檢測 用平木板 細繩套 橡皮條 測力計等做 驗證力的平行四邊形定則 的實驗 為了使實驗?zāi)軌蝽樌M行 且盡量減小誤差 你認為下列說法或做法能夠達到上述目的的是 a 使用測力計前應(yīng)將測力計水平放置 然后檢查并矯正零點b 用測力計拉細繩套時 拉力應(yīng)沿彈簧的軸線 且與水平木板平行c 兩細繩套必須等長d 用測力計拉細繩套時 拉力應(yīng)適當大些 但不能超過量程e 同一次實驗兩次拉細繩套須使結(jié)點到達同一位置 解析 選a b d e 彈簧測力計應(yīng)與水平放置的木板平行拉細繩套 且施力前指針指零 a b正確 兩細繩套是記錄拉力方向用的 不必要求等長 c錯誤 為了減小誤差要求拉力適當大些 但不能超過量程 d正確 本實驗應(yīng)用了等效的原理 即拉力效果相同 e正確 3 做 驗證力的平行四邊形定則 的實驗 在水平放置的木板上鋪一張白紙 把橡皮條的一端固定在木板的a點 橡皮條的另一端拴上兩細繩套 如圖所示 兩個彈簧測力計分別鉤住細繩套 互成角度拉橡皮條使之伸長 到達某一位置o時需記下 描下 再用一個彈簧測力計鉤住細繩套把橡皮條拉長 使結(jié)點到達位置 再記下 解析 因驗證力的平行四邊形定則需根據(jù)力的大小和方向做平行四邊形 所以必須記錄力的大小和方向 為保證合力和分力的效果相同 兩次必須使結(jié)點到達同一位置 答案 兩彈簧測力計的讀數(shù)兩細繩的方向結(jié)點位置oo點彈簧測力計的讀數(shù)和細繩的方向 4 如圖所示是甲 乙兩位同學在 驗證力的平行四邊形定則 的實驗中所得到的實驗結(jié)果 若用f表示兩個分力f1 f2的合力 用f 表示f1和f2的等效力 則可以判斷 填 甲 或 乙 同學的實驗結(jié)果是符合事實的 解析 由題設(shè)可知 f為f1和f2的合力 通過平行四邊形定則所得 而f 是f1和f2的等效力 即用一只彈簧測力計拉橡皮條時的拉力 顯然f 的方向應(yīng)在細線的方向上 因甲同學f 的方向與細繩在同一直線上 故甲同學的實驗結(jié)果是符合事實的 本題解答的焦點在f 方向的確定上 兩位同學的實驗結(jié)果都有誤差 這是正常的 但乙同學很明顯在f 方向的確定上違背了實驗的要求 作圖是錯誤的 答案 甲 5 在做 驗證力的平行四邊形定則 實驗中 若由于f1的誤差使f1與f2的合力f方向略向左偏 如圖所示 但f大于等于f 引起這一結(jié)果的原因可能是f1的大小比真實值偏 f1的方向使它與f2的