高中物理驗(yàn)證力,平行四邊形定則教案設(shè)計(jì)

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一、測(cè)驗(yàn)?zāi)康?/p>

驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)的平行四邊形定那么．

二、測(cè)驗(yàn)原理

假設(shè)使F1、F2的共同作用效果與另一個(gè)力F′的作用效果一致(橡皮條在某一方向伸長(zhǎng)確定的長(zhǎng)度)，那么根據(jù)F1、F2用平行四邊形定那么求出的合力F，應(yīng)與F′在測(cè)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)大小相等、方向一致．

測(cè)驗(yàn)器材

方木板一塊、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、三角板、刻度尺、圖釘(幾個(gè))、細(xì)芯鉛筆．

三、測(cè)驗(yàn)步驟

（一）、儀器的安裝

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(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套．

（二）、操作與記錄

2.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)到某一位置O，如下圖，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)兩細(xì)繩套的方向．

3．只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向．

(三)、作圖及分析

4．變更兩個(gè)力F1與F2的大小和夾角，再重復(fù)測(cè)驗(yàn)兩次．

5．用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)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(cè)力計(jì)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(guò)O點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示．

6．用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(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．

7．對(duì)比一下，力F′與用平行四邊形定那么求出的合力F在誤差范圍內(nèi)大小和方向上是否一致．

四、留神事項(xiàng)

1．位置不變：在同一次測(cè)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置確定要一致．

2．角度適合：用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(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°～100°之間為宜．

3．盡量裁減誤差

(1)在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)的前提下，測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)盡量大一些．

(2)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)繩套方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套兩端畫個(gè)投影點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，連直線確定力的方向．

4．統(tǒng)一標(biāo)度：在同一次測(cè)驗(yàn)中，畫力的圖示選定的標(biāo)度要一致，并且要恰選中定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些．

五、誤差分析

本測(cè)驗(yàn)的誤差除彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差外，還主要來(lái)源于以下兩個(gè)方面：

1．讀數(shù)誤差

減小讀數(shù)誤差的方法：彈簧測(cè)力計(jì)數(shù)據(jù)在允許的處境下，盡量大一些．讀數(shù)時(shí)眼睛確定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄．

2．作圖誤差

減小作圖誤差的方法：作圖時(shí)兩力的對(duì)邊確定要平行，兩個(gè)分力F1、F2間的夾角越大，用平行四邊形作出的合力F的誤差ΔF就越大，所以測(cè)驗(yàn)中不要把F1、F2間的夾角取得太大。

例1、對(duì)測(cè)驗(yàn)原理誤差分析及讀數(shù)才能的測(cè)驗(yàn)：(1)某測(cè)驗(yàn)小組在探究合力的方法時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩．測(cè)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧秤通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條．測(cè)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中，以下哪些說(shuō)法是正確的_BD_______．(填字母)

A．將橡皮條拉伸一致長(zhǎng)度即可

B．將橡皮條沿一致方向拉到一致長(zhǎng)度

C．將彈簧秤都拉伸到一致刻度

D．將橡皮條和細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到一致位置

(2)同學(xué)們?cè)诓僮鬟^(guò)程中有如下探討，其中對(duì)減小測(cè)驗(yàn)誤差有益的說(shuō)法是__AD______．(填字母)

A．彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行

B．兩細(xì)繩之間的夾角越大越好

C．用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大

D．拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些

(3)彈簧測(cè)力計(jì)的指針如下圖，由圖可知拉力的大小為__4.00____N.

例2對(duì)測(cè)驗(yàn)操作過(guò)程的考察：某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定那么，他找到三條一致的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下測(cè)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過(guò)細(xì)繩掛一重物，如下圖

(1)為完成該測(cè)驗(yàn)，下述操作中必需的是___bcd_____．

a．測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度

b．測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng)

c．測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長(zhǎng)度

d．記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置

(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，變更條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是________變更重物質(zhì)量______．

例3:有同學(xué)利用如圖2－3－4所示的裝置來(lái)驗(yàn)證力的平行四邊形定那么：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個(gè)光滑的滑輪A和B，將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O，每個(gè)鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)成平衡時(shí)，根據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力F1、F2和F3，回復(fù)以下問(wèn)題：

(1)變更鉤碼個(gè)數(shù)，測(cè)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖?BCD)

A．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝N2＝2，N3＝4

B．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝N3＝3，N2＝4

C．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝N2＝N3＝4

D．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5

(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個(gè)步驟是(A)

A．標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向

B．量出OA、OB、OC三段繩子的長(zhǎng)度

C．用量角器量出三段繩子之間的夾角

D．用天平測(cè)出鉤碼的質(zhì)量

(3)在作圖時(shí)，你認(rèn)為圖中____甲____是正確的．(填“甲”或“乙”)

當(dāng)堂反應(yīng)：

1、“驗(yàn)證力的平行四邊形定那么”的測(cè)驗(yàn)處境如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．圖乙是在白紙上根據(jù)測(cè)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖．

(1)假設(shè)沒(méi)有操作失誤，圖乙中的F與F′兩力中，方向確定沿AO方向的是___F′_____．

(2)本測(cè)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是__B______．

A．夢(mèng)想測(cè)驗(yàn)法B．等效替代法C．操縱變量法D．建立物理模型法

2、某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定那么”測(cè)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)分別鉤住繩套，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)；

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，并用平行四邊形定那么求出合力F；

E．只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)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)，記錄細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′的圖示；

F．對(duì)比F′和