實(shí)驗(yàn)三驗(yàn)證力的平行四邊形定則(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)三驗(yàn)證力的平行四邊形定則,)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則(2)理解等效替代思想的應(yīng)用2實(shí)驗(yàn)原理互成角度的兩個(gè)力F1、F2與另外一個(gè)力F產(chǎn)生相同的效果，看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與F在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否相等3實(shí)驗(yàn)器材方木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、彈簧測力計(jì)(兩只)、三角板、刻度尺、鉛筆4實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上(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)用兩只彈簧測力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)伸長到某一位置O，如圖所示，記錄兩彈簧測

2、力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩的方向(4)只用一只彈簧測力計(jì)通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向(5)改變兩彈簧測力計(jì)拉力的大小和方向，再重做兩次實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)處理(1)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力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形， 過O點(diǎn)畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示(2)用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)步驟(4)中彈簧測力計(jì)的拉力F的圖示(3)比較F與F是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗(yàn)證平行四邊形定則2注意事項(xiàng)(1)同一實(shí)驗(yàn)中的兩

3、只彈簧測力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測力計(jì)調(diào)零后互鉤對拉，讀數(shù)相同(2)在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長時(shí)，結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同(3)用兩只彈簧測力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，夾角不宜太大也不宜太小，在60°100°之間為宜(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測力計(jì)應(yīng)與木板平行，讀數(shù)時(shí)眼睛要正視彈簧測力計(jì)的刻度，在合力不超過量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些(5)細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，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)連接，即可確定力的方向(6)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，

4、使所作力的圖示稍大一些3誤差分析(1)彈簧測力計(jì)本身的誤差(2)讀數(shù)誤差和作圖誤差(3)兩分力F1、F2間的夾角越大，用平行四邊形定則作圖得出的合力F的誤差F也越大對原理和操作的考查(2015·高考山東卷)某同學(xué)通過下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)步驟：將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時(shí)，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)F，測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l)每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 N，測出所對應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：

5、F/N00.501.001.502.002.50l/cml010.9712.0213.0013.9815.05找出中F2.50 N時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為O、O，橡皮筋的拉力記為FOO.在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時(shí)拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到O點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB.甲 乙完成下列作圖和填空：(1)利用表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙丙上畫出Fl圖線，根據(jù)圖線求得l0_cm.(2)測得OA6.00 cm，OB7.60 cm，則FOA的大小為_N.(3)在圖丁中根據(jù)給出的標(biāo)度，作出FOA和

6、FOB的合力F的圖示(4)通過比較F與_的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論解析(1)如答案圖甲所示，由圖象知圖線與橫軸交點(diǎn)橫坐標(biāo)即彈簧原長，故l010.0 cm.(2)由圖象知橡皮筋的勁度系數(shù)k50.0 N/m，OA、OB的長度之和是13.60 cm，原長10 cm，則形變量x3.60 cm，所以彈力Tkx1.80 N.(3)合力F的圖示如答案圖乙所示(4)橡皮筋搭在秤鉤上拉至O點(diǎn)和把橡皮筋掛在秤鉤上拉至O點(diǎn)效果相同，F(xiàn)應(yīng)與FOO比較答案(1)如下圖甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正確)(2)1.80(1.701.90均正確)(3)如圖乙所示(4)FO O1(2015·高考安徽

7、卷)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示請將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O；記錄兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；只用一個(gè)彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測力計(jì)的示數(shù)F3，_；按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3；根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F；比較_的一致程度

8、，若有較大差異，對其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)解析：使一個(gè)力F3的作用效果和兩個(gè)力F1、F2的共同作用效果相同，都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到某點(diǎn)，則力F3就是這兩個(gè)力F1、F2的合力作出F3的圖示，再根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1、F2的合力F的圖示，比較F和F3的大小和方向是否相同，從而驗(yàn)證力的平行四邊形定則答案：沿此時(shí)細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線F與F32在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：a在桌上放一塊方木板，在方木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)b只用一只彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位

9、置O，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)F和細(xì)繩的方向，按同樣比例作出力F的圖示c改變兩個(gè)分力的大小和夾角，再做兩次實(shí)驗(yàn)d記下兩只彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1、F2及結(jié)點(diǎn)的位置，描下兩條細(xì)繩的方向，在紙上按比例作出F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力F.e比較力F與F，可以看出，它們在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是相等的f把兩條細(xì)繩系在橡皮條的另一端，通過細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測力計(jì)互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O.完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是_(填寫步驟前面的字母)(2)下列哪些措施能減小實(shí)驗(yàn)誤差_A兩條細(xì)繩必須等長B彈簧測力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平面平行C拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些，標(biāo)

10、記同一條細(xì)繩的方向時(shí)兩標(biāo)記點(diǎn)要適當(dāng)遠(yuǎn)一些D實(shí)驗(yàn)前先把實(shí)驗(yàn)所用的兩只彈簧測力計(jì)的掛鉤相互鉤住平放在桌面上，向相反方向拉動(dòng)，檢查讀數(shù)是否相同，若不同，則進(jìn)行調(diào)節(jié)使之相同解析：(1)先固定好白紙和橡皮條，兩個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮條到結(jié)點(diǎn)O，記下兩個(gè)力的大小和方向，然后用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮條到O點(diǎn)，記下拉力的大小和方向，由平行四邊形定則畫出兩個(gè)力的合力，與第二次的一個(gè)力比較大小和方向；改變兩個(gè)分力的大小和夾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)故實(shí)驗(yàn)步驟為afdbec.(2)兩條細(xì)繩是否等長，不會影響實(shí)驗(yàn)誤差，A錯(cuò)誤；避免拉力和紙面不平行，那樣畫出的力就不是實(shí)際作用力了，B可以減小誤差；細(xì)繩稍長些，這樣在描點(diǎn)畫力的方向時(shí)，偏差少

11、，誤差小，C正確；實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)彈簧測力計(jì)，使得兩個(gè)讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)相同，這樣畫出的平行四邊形才準(zhǔn)確，可以減小誤差，D正確答案：(1)afdbec(2)BCD數(shù)據(jù)處理和誤差分析(2014·高考江蘇卷)小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則(1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖甲所示，O 點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計(jì)共同作用時(shí)，拉力 F1和 F2 的方向分別過 P1 和 P2 點(diǎn)；一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力 F3 的方向過 P3 點(diǎn). 三個(gè)力的大小分別為：F13.30 N、F23.85 N和 F34.25 N. 請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出 F1和F2的合力(2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)，小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋

12、被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果他用彈簧測力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度， 發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于 O 點(diǎn)，下端 N 掛一重物. 用與白紙平行的水平力緩慢地移動(dòng) N，在白紙上記錄下N 的軌跡. 重復(fù)上述過程，再次記錄下 N 的軌跡兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖丙所示. 過 O 點(diǎn)作一條直線與軌跡交于 a、b 兩點(diǎn)， 則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到 a 和 b 時(shí)所受拉力 Fa、Fb 的大小關(guān)系為_(3)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些？_. (填寫選項(xiàng)前的字母)A橡皮筋的長度

13、與受到的拉力成正比B兩次受到的拉力相同時(shí)，橡皮筋第 2 次的長度較長C兩次被拉伸到相同長度時(shí)，橡皮筋第 2 次受到的拉力較大D兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大(4)根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究，請對驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng)_解析(1)用直尺作出如圖所示的力的示意圖，得到F合4.64.9 N都算對(2)根據(jù)力的平衡Fmgtan ，所以FaFb，為橡皮筋被拉伸的方向與豎直方向的夾角(3)選B、D.根據(jù)題圖，兩次受到的拉力相同時(shí)，橡皮筋第2次的長度較長，B項(xiàng)正確；根據(jù)題圖，兩次被拉伸到相同長度時(shí)，即OaOb，根據(jù)Fmgtan ，橡皮筋第2次受到的拉力較小，C項(xiàng)錯(cuò)誤

14、；從題圖可以看出，兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大，D正確，A錯(cuò)誤(4)橡皮筋拉伸不宜過長；選用新橡皮筋(或拉力不宜過大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧)答案(1)見解析圖(2)FaFb(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜過長；選用新橡皮筋(或：拉力不宜過大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧)3在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧秤(1)為完成實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)另找來一根彈簧，先測量其勁度系數(shù)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：彈力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸長量x/×102 m0.741.80

15、2.803.724.605.586.42用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k_ N/m.(2)某次實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為_N；同時(shí)利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N，請畫出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合(3)由圖得到F合_N.解析：(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后連成一條過原點(diǎn)的直線，如圖所示，直線的斜率等于彈簧的勁度系數(shù)，k N/m55 N/m；(2)讀出彈簧秤的讀數(shù)為2.10 N(保留三位有效數(shù)字)；以O(shè)為頂點(diǎn)，畫出兩彈簧的繩套方向就是兩拉力方向，再確定并畫好力的標(biāo)度，畫出兩拉力的圖示，以兩拉力為鄰邊作出平行四邊形，畫出平行四邊形的對角線，即合力F合；(3)用刻度尺量出合力

16、的長度，根據(jù)確定的標(biāo)度算出合力的大小答案：(1)53(±2)(2)2.10作圖見解析(圖略)(3)3.3(±0.2)4李明同學(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)以及兩個(gè)彈簧測力計(jì)拉力的大小，如圖甲所示(1)試在圖甲中作出無實(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_A兩彈簧測力計(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力計(jì)拉力的效果相同D若只增大某一個(gè)彈簧測力計(jì)的拉力的大小而要保證橡

17、皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只需要調(diào)整另一個(gè)彈簧測力計(jì)的拉力的大小即可(3)圖乙是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？(力F是用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉時(shí)的圖示)_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)合受三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，其中兩彈簧測力計(jì)的拉力的合力與第三個(gè)力橡皮筋的拉力等大反向，是一對平衡力，所以橡皮筋的拉力不是合力，故B錯(cuò)；只有保證結(jié)點(diǎn)在同一位置才能說明作用效果相同，故C對；若兩個(gè)分力的大小變化而方向都不變，則合力必定變化，故D錯(cuò)(3)作圖法得到的

18、F必為平行四邊形的對角線，單個(gè)彈簧測力計(jì)的拉力F一定與橡皮筋共線，故張華的實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)答案：(1)如圖所示(2)AC(3)張華做實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)力合成的平行四邊形定則掃一掃進(jìn)入精品微課以本實(shí)驗(yàn)為背景，通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)拓展性、開放性、探究性等特點(diǎn)命題視角1：考查對實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)方法的遷移命題視角2：實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)(1)用橡皮筋彈簧秤三個(gè)相同的橡皮筋，可將三個(gè)橡皮筋系于一點(diǎn)，互成角度地將它們拉長，記下各自的拉力方向，伸長后的長度，并測出原長，根據(jù)伸長量確定三個(gè)拉力的大小關(guān)系，再結(jié)合力的圖示作圖驗(yàn)證平行四邊形定則(2)使用力傳感器用力傳感器確定各力的大小，同時(shí)確定細(xì)繩中拉力的方向，再結(jié)合力的圖示作圖驗(yàn)證平行四邊形定則(3)鉤碼彈簧秤范例某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”彈簧測力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M.彈簧測力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，手持另一端向左拉，