26實驗驗證力的平行四邊形定則課件

【實驗?zāi)康摹?/p>

驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則.【實驗原理】

一個力F′的作用效果和兩個力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點,所以力

F′就是這兩個力F1和F2的合力,作出力F′的圖示.

再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示,比較F和F′的大小和方向是否相同,若相同,則說明互成角度兩個力合成時遵循平行四邊形定則.實驗三驗證力的平行四邊形定則【實驗器材】

方木板一塊、白紙、彈簧測力計(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(幾個)、細(xì)芯鉛筆.【實驗?zāi)康摹繉嶒炄炞C力的平行四邊形定則【實驗器材】1【實驗步驟】1.用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上.并用圖釘把橡皮條的一端固定在A點,橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套.2.用兩只彈簧測力計分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉像皮條,使橡皮條伸長到某一位置O,如圖1所示,

記錄兩彈簧測力計的讀數(shù),用鉛筆描下O點的位置及此時兩細(xì)繩套的方向.圖1【實驗步驟】圖123.只用一只彈簧測力計通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O,記下彈簧測力計的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向.4.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細(xì)繩套方向畫直線,按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計的讀數(shù)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點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示.5.用刻度尺從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出只用一只彈簧測力計的拉力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的大小和方向是否相同.

5.用刻度尺從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出只用一只3唐詩第三百零一首白紙釘在木板處,兩秤同拉有角度,再用一秤拉同處,讀數(shù)畫線選標(biāo)度,作出力的矢量圖.唐詩第三百零一首白紙釘在木板處,4交流與思考每次實驗都必須保證結(jié)點的位置保持不變,這體現(xiàn)了怎樣的物理思想方法？若兩次橡皮條的伸長長度相同,能否驗證平行四邊形定則？每次實驗保證結(jié)點位置保持不變,是為了使合力的作用效果與兩個分力共同作用的效果相同，這是物理學(xué)中等效替換的思想方法.由于力不僅有大小,還有方向，若兩次橡皮條的伸長長度相同但結(jié)點位置不同，說明兩次效果不同,不滿足合力與分力的關(guān)系,不能驗證平行四邊形定則.提示交流與思考每次實驗都必須保證結(jié)點的位置保持提示5【誤差分析】

1.用兩個測力計拉橡皮條時,橡皮條、細(xì)繩和測力計不在同一個平面內(nèi),這樣兩個測力計的水平分力的實際合力比由作圖法得到的合力小.2.結(jié)點O的位置和兩個測力計的方向畫得不準(zhǔn),造成作圖的誤差.3.兩個分力的起始夾角α太大,如大于120°,再重做兩次實驗，為保證結(jié)點O位置不變（即保證合力不變),則α變化范圍不大，因而測力計示數(shù)變化不顯著,讀數(shù)誤差大.4.作圖比例不恰當(dāng)造成作圖誤差.【誤差分析】6交流與思考

實驗時由作圖法得到的合力F和單個測力計測量的實際合力F′忘記標(biāo)注而造成錯亂,你如何加以區(qū)分?解析FF′由彈簧測力計測量合力時必須使橡皮筋伸直,所以與AO共線的合力表示由單個測力計測量得到的實際合力F′，不共線的合力表示由作圖法得到的合力F.

OA交流與思考實驗時由作圖法得到的合力F和單個測解析FF′7【注意事項】1.不要直接以橡皮條端點為結(jié)點,可拴一短細(xì)繩連兩細(xì)繩套,以三繩交點為結(jié)點,應(yīng)使結(jié)點小些,以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點O的位置.2.使用彈簧秤前，應(yīng)先調(diào)節(jié)零刻度，使用時不超量程,拉彈簧秤時,應(yīng)使彈簧秤與木板平行.3.在同一次實驗中,橡皮條伸長時的結(jié)點位置要相同.4.被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計軸線方向一致,拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦.【注意事項】8

5.讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度.

6.兩拉力F1和F2夾角不宜過小,作力的圖示,標(biāo)度要一致.

7.實驗前先把兩個彈簧秤的鉤子互相鉤住,平放在桌子上,向相反方向拉動,檢查讀數(shù)是否相同5.讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度.7.實驗前先把兩個彈簧秤的鉤子9【例1】

在做“互成角度的兩個力的合成”實驗時,橡皮條的一端固定在木板上,用兩個彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點,以下操作中錯誤的是

()A.同一次實驗過程中,O點位置允許變動

B.實驗中,彈簧秤必須與木板平行,讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度

C.實驗中,先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向,

把橡皮條另一端拉到O點

D.實驗中,把橡皮條的另一端拉到O點時,兩彈簧秤之間夾角應(yīng)取90°,以便于算出合力的大小典例剖析ACD

典例剖析ACD10思路點撥

(1)該實驗中怎樣使合力與分力產(chǎn)生的效果相同?(2)實驗操作中要注意哪些問題?解析

從橡皮條固定點到O點的連線方向,是合力的作用線方向,如果O點變動,那么合力的大小、方向都要變化，就不能驗證力的平行四邊形定則,故A選項錯.C選項中,因一個彈簧秤已拉到最大量程,再通過另一個彈簧秤拉橡皮條到O點時,另一個彈簧秤可能超過最大量程,造成損壞,或讀數(shù)不準(zhǔn),故C選項錯.互成角度的兩個力的合成,是利用平行四邊形定則合成的,兩個分力成任意角度都適用,不必成90°角,故D選項錯.思路點撥(1)該實驗中怎樣使合力與分力產(chǎn)生的效11【例2】將橡皮筋的一端固定在A點,另一端拴上兩根細(xì)繩,每根細(xì)繩分別連著一個量程為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(dāng)橡皮筋的活動端拉到O點時,兩根細(xì)繩相互垂直,如圖2所示.這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出.

圖2【例2】將橡皮筋的一端固定在A點,另一端拴上兩根12(1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為___N和______N.(2)在圖3所示的方格紙上按力的圖示法的要求畫出這兩個力及它們的合力.

圖3(3)圖4(A)(B)兩圖是兩位同學(xué)得到的實驗結(jié)果,其中哪一個圖符合實際?若合力測量值F′是準(zhǔn)確的，則F與F′有誤差的原因可能是哪些?4.002.501N(1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為4.002.513(3)F′是用一個測力計拉橡皮條所得到的,其方向一定在橡皮條所在直線上,所以B圖符合實際,誤差的原因主要是彈簧測力計讀數(shù)誤差,確定分力方向不夠準(zhǔn)確等原因.(3)F′是用一個測力計拉橡皮條所得到的,其方向一14

1.在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,某同學(xué)的實驗情況如圖5甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點,OB和OC為細(xì)繩.(1)圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的力的圖示,

下列說法中正確的是()素能提升

15A.圖乙中的F是力F1和F2合力的理論值,F′是力F1和

F2合力的實際測量值B.圖乙的F′是力F1和F2合力的理論值,F是力F1和

F2合力的實際測量值C.在實驗中,如果將細(xì)繩也換成橡皮條,那么對實驗結(jié)果沒有影響D.在實驗中,如果將細(xì)繩也換成橡皮條,那么對實驗結(jié)果有影響

圖5A.圖乙中的F是力F1和F2合力的理論值,F′是力F1和16(2)本實驗采用的科學(xué)方法是______(填字母代號)A.理想實驗法B.等效替代法C.控制變量法D.建立物理模型法解析

(1)從圖乙中可以看出,F′是根據(jù)平行四邊形定則作出的理論值,F為合力的實際測量值;本實驗用兩個彈簧秤拉像皮條和一個彈簧秤拉橡皮條效果相同,都使結(jié)點O到達(dá)同一位置,至于OB、OC是細(xì)繩還是橡皮條則沒有關(guān)系,故B、C正確.(2)本實驗采用的科學(xué)方法是等效替代法,B項正確.

答案

(1)BC(2)B(2)本實驗采用的科學(xué)方法是______(填字母代號)172.在“驗證力的平行四邊形定則”中,采取下列哪些方法和步驟可減小實驗誤差()A.兩個分力F1、F2間的夾角要適當(dāng)大些

B.兩個分力F1、F2的大小要適當(dāng)大些

C.拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些

D.實驗前先把兩個彈簧秤的鉤子互相鉤住,平放在桌子上,向相反方向拉動,檢查讀數(shù)是否相同ABCD2.在“驗證力的平行四邊形定則”中,采取下列哪些ABCD183.某同學(xué)在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,主要實驗步驟如下:A.在桌面上放一塊木板,在木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在木板上

B.用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩,細(xì)繩的另一端打成繩套

C.用兩個彈簧秤分別勾住繩套,平行于木板且互成角度地拉橡皮條,把橡皮條的結(jié)點拉到某一位置O,記錄下O點的位置和兩條細(xì)繩的方向，讀出兩個彈簧秤的示數(shù)3.某同學(xué)在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗19D.按選好的比例,用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧秤的拉力F1和F2的圖示,并用平行四邊形定則求出合力FE.只用一個彈簧秤,通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長,讀出彈簧秤的示數(shù),記下細(xì)繩的方向，按同一比例作出這個力F′的圖示F.比較力F′和F的大小和方向,看它們是否相同,得出結(jié)論D.按選好的比例,用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧秤的20上述步驟中:(1)有重要遺漏的步驟序號是____________;(2)遺漏的內(nèi)容是_________________________.解析本實驗的基本思想是“等效替代”,用一個彈簧秤拉橡皮條和兩個彈簧秤拉的效果相同,所以要把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O點.答案

(1)E(2)E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到了O點上述步驟中:214.在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，在水平放置的木板上墊一張白紙,把橡皮條的一端固定在A點上,另一端連接兩根細(xì)線,然后通過細(xì)線用兩個互成角度的彈簧秤來拉橡皮條,使橡皮條伸長到某一點O,此時需記錄下：

(1)________________________________________,(2)________________________________________,(3)________________________________________.

然后改用一個彈簧秤把橡皮條拉到O點后再記錄下：

(4)________________________________________,(5)________________________________________.兩細(xì)線的方向兩彈簧秤的讀數(shù)結(jié)點O的位置彈簧秤的讀數(shù)細(xì)線的方向4.在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，在水兩細(xì)線的方22(6)如圖6所示,是該同學(xué)完成驗證力的平行四邊形定則實驗操作后得到的數(shù)據(jù)圖,請選好比例在方框中作圖完成該同學(xué)未完成的實驗數(shù)據(jù)處理.

圖6(6)如圖6所示,是該同學(xué)完成驗證力的平行四邊形定23解析作圖象時以O(shè)點為起點作F1、F2、F′的圖示,且要按同一比例；要用三角板和刻度尺規(guī)范地作出平行四邊形.解析作圖象時以O(shè)點為起點作F1、F2、F′的圖示,24【實驗?zāi)康摹?/p>

驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則.【實驗原理】

一個力F′的作用效果和兩個力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點,所以力

F′就是這兩個力F1和F2的合力,作出力F′的圖示.

再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示,比較F和F′的大小和方向是否相同,若相同,則說明互成角度兩個力合成時遵循平行四邊形定則.實驗三驗證力的平行四邊形定則【實驗器材】

方木板一塊、白紙、彈簧測力計(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(幾個)、細(xì)芯鉛筆.【實驗?zāi)康摹繉嶒炄炞C力的平行四邊形定則【實驗器材】25【實驗步驟】1.用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上.并用圖釘把橡皮條的一端固定在A點,橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套.2.用兩只彈簧測力計分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉像皮條,使橡皮條伸長到某一位置O,如圖1所示,

記錄兩彈簧測力計的讀數(shù),用鉛筆描下O點的位置及此時兩細(xì)繩套的方向.圖1【實驗步驟】圖1263.只用一只彈簧測力計通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O,記下彈簧測力計的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向.4.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細(xì)繩套方向畫直線,按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計的讀數(shù)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點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示.5.用刻度尺從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出只用一只彈簧測力計的拉力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的大小和方向是否相同.

5.用刻度尺從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出只用一只27唐詩第三百零一首白紙釘在木板處,兩秤同拉有角度,再用一秤拉同處,讀數(shù)畫線選標(biāo)度,作出力的矢量圖.唐詩第三百零一首白紙釘在木板處,28交流與思考每次實驗都必須保證結(jié)點的位置保持不變,這體現(xiàn)了怎樣的物理思想方法？若兩次橡皮條的伸長長度相同,能否驗證平行四邊形定則？每次實驗保證結(jié)點位置保持不變,是為了使合力的作用效果與兩個分力共同作用的效果相同，這是物理學(xué)中等效替換的思想方法.由于力不僅有大小,還有方向，若兩次橡皮條的伸長長度相同但結(jié)點位置不同，說明兩次效果不同,不滿足合力與分力的關(guān)系,不能驗證平行四邊形定則.提示交流與思考每次實驗都必須保證結(jié)點的位置保持提示29【誤差分析】

1.用兩個測力計拉橡皮條時,橡皮條、細(xì)繩和測力計不在同一個平面內(nèi),這樣兩個測力計的水平分力的實際合力比由作圖法得到的合力小.2.結(jié)點O的位置和兩個測力計的方向畫得不準(zhǔn),造成作圖的誤差.3.兩個分力的起始夾角α太大,如大于120°,再重做兩次實驗，為保證結(jié)點O位置不變（即保證合力不變),則α變化范圍不大，因而測力計示數(shù)變化不顯著,讀數(shù)誤差大.4.作圖比例不恰當(dāng)造成作圖誤差.【誤差分析】30交流與思考

實驗時由作圖法得到的合力F和單個測力計測量的實際合力F′忘記標(biāo)注而造成錯亂,你如何加以區(qū)分?解析FF′由彈簧測力計測量合力時必須使橡皮筋伸直,所以與AO共線的合力表示由單個測力計測量得到的實際合力F′，不共線的合力表示由作圖法得到的合力F.

OA交流與思考實驗時由作圖法得到的合力F和單個測解析FF′31【注意事項】1.不要直接以橡皮條端點為結(jié)點,可拴一短細(xì)繩連兩細(xì)繩套,以三繩交點為結(jié)點,應(yīng)使結(jié)點小些,以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點O的位置.2.使用彈簧秤前，應(yīng)先調(diào)節(jié)零刻度，使用時不超量程,拉彈簧秤時,應(yīng)使彈簧秤與木板平行.3.在同一次實驗中,橡皮條伸長時的結(jié)點位置要相同.4.被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計軸線方向一致,拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦.【注意事項】32

5.讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度.

6.兩拉力F1和F2夾角不宜過小,作力的圖示,標(biāo)度要一致.

7.實驗前先把兩個彈簧秤的鉤子互相鉤住,平放在桌子上,向相反方向拉動,檢查讀數(shù)是否相同5.讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度.7.實驗前先把兩個彈簧秤的鉤子33【例1】

在做“互成角度的兩個力的合成”實驗時,橡皮條的一端固定在木板上,用兩個彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點,以下操作中錯誤的是

()A.同一次實驗過程中,O點位置允許變動

B.實驗中,彈簧秤必須與木板平行,讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度

C.實驗中,先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向,

把橡皮條另一端拉到O點

D.實驗中,把橡皮條的另一端拉到O點時,兩彈簧秤之間夾角應(yīng)取90°,以便于算出合力的大小典例剖析ACD

典例剖析ACD34思路點撥

(1)該實驗中怎樣使合力與分力產(chǎn)生的效果相同?(2)實驗操作中要注意哪些問題?解析

從橡皮條固定點到O點的連線方向,是合力的作用線方向,如果O點變動,那么合力的大小、方向都要變化，就不能驗證力的平行四邊形定則,故A選項錯.C選項中,因一個彈簧秤已拉到最大量程,再通過另一個彈簧秤拉橡皮條到O點時,另一個彈簧秤可能超過最大量程,造成損壞,或讀數(shù)不準(zhǔn),故C選項錯.互成角度的兩個力的合成,是利用平行四邊形定則合成的,兩個分力成任意角度都適用,不必成90°角,故D選項錯.思路點撥(1)該實驗中怎樣使合力與分力產(chǎn)生的效35【例2】將橡皮筋的一端固定在A點,另一端拴上兩根細(xì)繩,每根細(xì)繩分別連著一個量程為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(dāng)橡皮筋的活動端拉到O點時,兩根細(xì)繩相互垂直,如圖2所示.這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出.

圖2【例2】將橡皮筋的一端固定在A點,另一端拴上兩根36(1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為___N和______N.(2)在圖3所示的方格紙上按力的圖示法的要求畫出這兩個力及它們的合力.

圖3(3)圖4(A)(B)兩圖是兩位同學(xué)得到的實驗結(jié)果,其中哪一個圖符合實際?若合力測量值F′是準(zhǔn)確的，則F與F′有誤差的原因可能是哪些?4.002.501N(1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為4.002.537(3)F′是用一個測力計拉橡皮條所得到的,其方向一定在橡皮條所在直線上,所以B圖符合實際,誤差的原因主要是彈簧測力計讀數(shù)誤差,確定分力方向不夠準(zhǔn)確等原因.(3)F′是用一個測力計拉橡皮條所得到的,其方向一38

1.在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,某同學(xué)的實驗情況如圖5甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點,OB和OC為細(xì)繩.(1)圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的力的圖示,

下列說法中正確的是()素能提升

39A.圖乙中的F是力F1和F2合力的理論值,F′是力F1和

F2合力的實際測量值B.圖乙的F′是力F1和F2合力的理論值,F是力F1和

F2合力的實際測量值C.在實驗中,如果將細(xì)繩也換成橡皮條,那么對實驗結(jié)果沒有影響D.在實驗中,如果將細(xì)繩也換成橡皮條,那么對實驗結(jié)果有影響

圖5A.圖乙中的F是力F1和F2合力的理論值,F′是力F1和40(2)本實驗采用的科學(xué)方法是______(填字母代號)A.理想實驗法B.等效替代法C.控制變量法D.建立物理模型法解析

(1)從圖乙中可以看出,F′是根據(jù)平行四邊形定則作出的理論值,F為合力的實際測量值;本實驗用兩個彈簧秤拉像皮條和一個彈簧秤拉橡皮條效果相同,都使結(jié)點O到達(dá)同一位置,至于OB、OC是細(xì)繩還是橡皮條則沒有關(guān)系,故B、C正確.(2)本實驗采用的科學(xué)方法是等效替代法,B項正確.

答案

(1)BC(2)B(2)本實驗采用的科學(xué)方法是______(填字母代號)412.在“驗證力的平行四邊形定則”中,采取下列哪些方法和步驟可減小實驗誤差()A.兩個分力F1、F2間的夾角要適當(dāng)大些

B.兩個分力F1、F2的大小要適當(dāng)大些

C.拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些

D.實驗前先把兩個彈簧秤的鉤子互相鉤住,平放在桌子上,向相反方向拉動,檢查讀數(shù)是否相同ABCD2.在“驗證力的平行四邊形定則”中,采取下列哪些ABCD423.某同學(xué)在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,主要實驗步驟如下:A.在桌面上放一塊木板,在木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在木板上

B.用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩,細(xì)繩的另一端打成繩套

C.用兩個彈簧秤分別勾住繩套,平行于木板且互成角