吉林省長(zhǎng)市第五中學(xué)高中物理 第三章 第七節(jié) 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證力的平行四邊形定則同步創(chuàng)新課件 新人教版必修1.ppt

第七節(jié)實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證力的平行四邊形定則 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 實(shí)驗(yàn)原理 一個(gè)力f 的作用效果與兩個(gè)共點(diǎn)力f1和f2的共同作用效果都是把橡皮條拉伸到某點(diǎn) 所以f 為f1和f2的合力 作出f 的圖示 再根據(jù)平行四邊形定則作出f1和f2的合力f的圖示 比較f 和f是否大小相等 方向相同 如果在誤差范圍內(nèi) f 和f相同 那么力的平行四邊形定則就正確 實(shí)驗(yàn)器材 方木板 白紙 彈簧測(cè)力計(jì)即彈簧秤 兩只 三角板 刻度尺 圖釘 幾個(gè) 細(xì)芯鉛筆 橡皮條 細(xì)繩套 兩個(gè) 彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)力原理是根據(jù)胡克定律 其適用范圍是在彈性限度內(nèi) 刻度是0 5n 分度值是0 1n 它的拉桿和鉤的質(zhì)量較大 且零點(diǎn)是在豎直情況下校準(zhǔn)的 因此水平使用時(shí)要重新調(diào)零點(diǎn) 彈簧測(cè)力計(jì)的伸長(zhǎng)方向要和所測(cè)拉力方向一致 彈簧測(cè)力計(jì) 指針 拉桿都不要與刻度板和刻度板末端的限位卡發(fā)生摩擦 實(shí)驗(yàn)步驟 1 用圖釘把白紙釘在水平桌面的方木板上 2 用圖釘把橡皮條的一端固定在a點(diǎn) 橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套 3 用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套 互成角度拉橡皮條 將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置o 如圖3 7 1 記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù) 用鉛筆描下o點(diǎn)的位置及此時(shí)兩條細(xì)繩套的方向 圖3 7 1 4 用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)o沿兩條細(xì)繩方向畫直線 按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)f1 f2的圖示 并以f1和f2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形 過o點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線 即為合力f的圖示 5 只用一只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套 把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置o 記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向 用刻度尺從o點(diǎn)按選定的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力f 的圖示 6 比較一下力f 與用平行四邊形定則求出的合力f的大小和方向 7 改變兩個(gè)力f1 f2的大小和夾角 重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次 一 彈簧秤的選用1 彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是 將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤水平對(duì)拉 若兩只彈簧在對(duì)拉過程中 讀數(shù)相同 則可選 若讀數(shù)不同 應(yīng)另?yè)Q 直至相同為止 2 彈簧測(cè)力計(jì)不能在超出它的測(cè)量范圍的情況下使用 3 使用前要檢查指針是否指在零刻度線上 否則應(yīng)校正零位 無法校正的要記錄下零誤差 4 被測(cè)力的方向應(yīng)與彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向一致 拉動(dòng)時(shí)彈簧不可與外殼相碰或摩擦 5 讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì) 平視刻度 核心要點(diǎn)突破 二 注意事項(xiàng)1 不要直接以橡皮條端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn) 可拴一短細(xì)繩連兩細(xì)繩套 以三繩交點(diǎn)為結(jié)點(diǎn) 應(yīng)使結(jié)點(diǎn)小些 以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點(diǎn)o的位置 2 在同一次實(shí)驗(yàn)中 使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)o的位置一定要相同 保證作用效果相同 3 不要用老化的橡皮條 檢查方法是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條 要反復(fù)做幾次 使橡皮條拉到相同的長(zhǎng)度看彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)有無變化 4 細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些 便于確定力的方向 不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線 應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn) 去掉細(xì)繩套后 再將所標(biāo)點(diǎn)與o點(diǎn)連直線確定力的方向 5 在同一次實(shí)驗(yàn)中 畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同 并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度 使所作力的圖示稍大一些 6 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)勾住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí) 其夾角不宜太小 也不宜太大 以60 到100 之間為宜 三 實(shí)驗(yàn)誤差分析1 彈簧測(cè)力計(jì)使用前沒調(diào)零會(huì)造成系統(tǒng)誤差 2 使用中 彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧和外殼之間 指針和外殼之間或彈簧測(cè)力計(jì)外殼和紙面之間有摩擦力存在會(huì)造成系統(tǒng)誤差 3 兩次測(cè)量拉力時(shí) 橡皮條的結(jié)點(diǎn)o沒有拉到同一點(diǎn)會(huì)造成偶然誤差 4 讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視 要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄 兩力的對(duì)邊一定要平行 否則會(huì)造成誤差 5 在應(yīng)用平行四邊形定則作圖時(shí) f1 f2及合力f作圖不準(zhǔn)確 某同學(xué)做 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)時(shí) 主要步驟是 a 在桌上放一塊方木板 在方木板上鋪一張白紙 用圖釘把白紙釘在方木板上 b 用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的a點(diǎn) 在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩 細(xì)繩的另一端系著繩套 c 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套 互成角度地拉橡皮條 使橡皮條伸長(zhǎng) 結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置o 記錄下o點(diǎn)的位置 讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) 課堂互動(dòng)講練 d 按選好的標(biāo)度 用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力f1和f2的圖示 并用平行四邊形定則求出合力f e 只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì) 通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng) 讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) 記下細(xì)繩套的方向 按同一標(biāo)度作出這個(gè)力f 的圖示 f 比較f 和f的大小和方向 看它們是否相同 得出結(jié)論 上述步驟中 1 有重要遺漏的步驟的序號(hào)是 和 2 遺漏的內(nèi)容分別是 和 思路點(diǎn)撥 考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解 對(duì)實(shí)驗(yàn)過程 實(shí)驗(yàn)步驟的掌握情況 解析 根據(jù)驗(yàn)證力的平行四邊形定則的操作規(guī)程可知 有重要遺漏的步驟的序號(hào)是c e 在c中未記下兩條細(xì)繩的方向 e中未說明是否把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到了同一位置o 答案 1 ce 2 記下兩條繩的方向把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置o 方法總結(jié) 這類題的解答關(guān)鍵是理解實(shí)驗(yàn)原理 學(xué)習(xí)時(shí)要引起重視 然后合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn) 2010年北京東城質(zhì)檢 在做 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)中 若由于f1的誤差使f1與f2的合力f方向略向左偏 如圖3 7 2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(shí)值偏 f1的方向使它與f2的夾角比真實(shí)值偏 圖3 7 2 思路點(diǎn)撥 根據(jù)平行四邊形定則作圖 由平行四邊形的邊角關(guān)系判斷 圖3 7 3 解析 作平行四邊形合成圖如圖3 7 3 f1的真實(shí)值為f10 合力的真實(shí)值為f f1為測(cè)量值 合力的測(cè)量值為f 由圖可知 f1的大小比真實(shí)值偏大 f1的方向使它與f2的方向夾角比真實(shí)值偏大 大于 0 答案 大大 方法總結(jié) 作圖法是物理學(xué)的重要研究方法之一 也是分析問題的一種方法 在學(xué)習(xí)過程中要有意識(shí)地進(jìn)行訓(xùn)練 認(rèn)真進(jìn)行誤差分析 找出誤差產(chǎn)生的原因 才能進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法 提高實(shí)驗(yàn)的精確度 得到更合理的結(jié)論 某同學(xué)在做 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)時(shí) 利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置o點(diǎn)以及兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小 如圖3 7 4所示 1 試在圖中作出無實(shí)驗(yàn)誤差情況下f1和f2的合力圖示 并用f表示此力 2 有關(guān)此實(shí)驗(yàn) 下列敘述正確的是 圖3 7 4 a 兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大b 橡皮筋的拉力是合力 兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是分力c 兩次拉橡皮筋時(shí) 需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置o 這樣做的目的是保證兩次彈簧測(cè)力計(jì)拉力的效果相同d 若只增大某一只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變 只需調(diào)整另一只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小即可 解析 1 用平行四邊形定則作圖 即以f1 f2為兩鄰邊作平行四邊形 對(duì)角線就表示合力f 標(biāo)上箭頭表明方向 2 兩分力可以同時(shí)大于合力 故a正確 結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力作用處于平衡狀