(北京專用)高考物理一輪復習第二章相互作用第7講實驗驗證力的平行四邊形定則課件

第7講實驗(shíyàn)：驗證的平行四邊形定則第一頁，共19頁。第一頁，共19頁。知識(zhīshi)梳理

實驗裝置

第二頁，共19頁。知識(zhīshi)梳理第二頁，共19頁。實驗原理一個(yīɡè)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①同一點

,所以力F'就是這兩個力F1和F2的合

力。作出力F'的圖示并根據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,則說明互成角度的兩個力

合成時遵循②平行四邊形定則

。第三頁，共19頁。實驗原理第三頁，共19頁。

1.(多選)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,用兩個彈簧測力計把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點。

以下操作中不正確的是?()A.同一實驗過程中,O點位置允許變動B.實驗中,彈簧測力計必須(bìxū)與木板平行,讀數時視線要正對彈簧測力計刻度C.實驗中,先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大測量值,然后

只需調節(jié)另一彈簧測力計拉力的大小和方向,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,兩彈簧測力計之間的夾角應取

90°,以便(yǐbiàn)于算出合力的大小ACD第四頁，共19頁。?刻度ACD第四頁，共19頁。答案

ACD從橡皮條固定點到O點的連線,是合力的作用線方向,如

果O點變動,那么合力的大小或方向就要變化,就不能驗證力的平行四邊

形定則,故A選項錯;C選項中,因一個彈簧測力計已拉到最大測量值,再

通過另一個彈簧測力計拉橡皮條到O點時,每一個彈簧測力計都可能超

過最大測量值,造成損壞,或讀數不準,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進行合成,兩彈簧測力計之間的夾角不必(bùbì)

一定成90°角,故D選項錯。第五頁，共19頁。答案

ACD從橡皮條固定點到O點的連線,是合力的作用2.探究力的平行四邊形定則的實驗原理是等效原理,其等效性是指

?()A.使兩分力與合力(hélì)滿足平行四邊形定則B.使兩次橡皮筋與細繩套的結點都與某點O重合C.使兩次橡皮筋伸長的長度相等D.使彈簧測力計在兩種情況下發(fā)生相同的形變答案

B本實驗的驗證目標是分力和合力之間遵循平行四邊形定則,

等效性體現在橡皮(xiàngpí)筋沿某一定方向發(fā)生相同的形變,故兩次實驗中橡皮(xiàngpí)

筋與細繩套的結點都與某點O重合。B第六頁，共19頁。2.探究力的平行四邊形定則的實驗原理是等效原理,其等效性是指深化(shēnhuà)拓展考點(kǎodiǎn)實驗的注意事項與數據處理第七頁，共19頁。深化(shēnhuà)拓展考點(kǎodiǎn)實驗的注深化拓展考點實驗的注意事項與數據處理1.注意事項(1)同一(tóngyī)實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是:將兩只彈簧測力計鉤

好后對拉,若兩只彈簧測力計在對拉的過程中,讀數相同,則可選,若不同,

應另換,直至相同為止,實驗時彈簧測力計與板面平行;(2)在滿足合力不超過彈簧測力計量程及橡皮條形變不超過彈性限度的

條件下,應使拉力盡量大一些,以減小誤差;(3)畫力的圖示時,應該選定恰當的標度,盡量使圖畫得大一些,但也不要

太大而畫出紙外,要嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出合力;(4)在同一(tóngyī)次實驗中,拉長的橡皮條的結點O位置一定要相同。第八頁，共19頁。深化拓展第八頁，共19頁。2.數據處理由作圖法得到的F與實際測量得到的F'不可能完全(wánquán)重合,但在誤差允許

范圍內可認為F和F'重合。

第九頁，共19頁。2.數據處理第九頁，共19頁。1-1在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,某同學用圖釘把白紙固

定在水平放置(fàngzhì)的木板上,將橡皮條的一端固定在板上一點,兩個細繩套

系在橡皮條的另一端。用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細繩套,互成角

度地施加拉力,使橡皮條伸長,結點到達紙面上某一位置,如圖所示。請

將以下的實驗操作和處理補充完整:

第十頁，共19頁。1-1在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,某同學用圖釘把白①用鉛筆描下結點位置,記為O;②記錄兩個彈簧測力計的示數F1和F2,沿每條細繩(套)的方向用鉛筆分

別描出幾個(jǐɡè)點,用刻度尺把相應的點連成線;③只用一個彈簧測力計,通過細繩套把橡皮條的結點仍拉到位置O,記錄

彈簧測力計的示數F3,

;④按照力的圖示要求,作出拉力F1、F2、F3;⑤根據力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F;⑥比較F和F3的一致程度,若有較大差異,對其原因進行分析,并作出

相應的改進后再次進行實驗。答案③見解析⑥F和F3第十一頁，共19頁。①用鉛筆描下結點位置,記為O;第十一頁，共19頁。解析③沿此時細繩(套)的方向用鉛筆(qiānbǐ)描出幾個點,用刻度尺把這些點連成線。⑥為了驗證力的平行四邊形定則,需比較合力F與拉力F3是否一致。第十二頁，共19頁。解析③沿此時細繩(套)的方向用鉛筆(qiānbǐ)描出幾個1-2

(2017北京豐臺一模,21)在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗

中,某同學按照如下步驟進行操作(cāozuò):

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;第十三頁，共19頁。1-2

(2017北京豐臺一模,21)在“驗證力的平行b.用圖釘把橡皮條的一端(yīduān)固定在板上的A點,在橡皮條的另一端(yīduān)拴上兩

條細繩形成結點,細繩的另一端(yīduān)系著繩套;c.如圖甲,用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮條,使結

點到達某一位置O,記錄結點位置和兩個彈簧測力計的示數、兩條細繩

的方向;d.按選好的標度,用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的

圖示,并以F1和F2為鄰邊作平行四邊形,畫出它們所夾的對角線F;e.只用一個彈簧測力計通過細繩套拉橡皮條,

;并按同一標度作出

這個力F'的圖示;f.比較F'和F的大小和方向,看它們是否相同,得出結論。①請把步驟e中的內容補充完整把橡皮條的結點拉到同一位置O，讀出彈簧測力示數，記下細繩的方向

。第十四頁，共19頁。b.用圖釘把橡皮條的一端(yīduān)固定在板上的A點,在②本實驗中步驟c和e兩次拉橡皮條的過程,主要體現了下列哪種科學方

法B

。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③下列操作有利于減小實驗誤差的是ACE

(填字母代號)。A.實驗前將兩彈簧測力計調零后水平互鉤對拉,選擇兩個讀數相同的測

力計B.拴在橡皮條上的兩條細繩必須等長,并且要盡量(jǐnliàng)長一些C.彈簧測力計、細繩、橡皮條都應與木板平行D.用兩彈簧測力計同時拉橡皮條時,兩彈簧測力計的示數之差應盡可能

大第十五頁，共19頁。②本實驗中步驟c和e兩次拉橡皮條的過程,主要體現了下列哪種科E.在記錄力的方向時,標記同一細繩方向的兩點要遠些④圖乙是該同學在白紙上根據實驗數據用同一標度畫出的圖示,如果沒

有操作失誤,圖乙中的F與F‘兩力中,方向一定沿AO方向的是④F'

。⑤若小明和小剛兩位同學在家中想驗證力的平行四邊形定則,他們手中

有一些彈性(tánxìng)橡皮條(彈力滿足胡克定律,勁度系數為k)。如圖丙所示,他

們將三根橡皮條的一端系在一起,另一端分別系上細繩,仍保證橡皮條

原長相同,測得原長L0=5.40cm。接下來把貼有白紙的木板放在水平桌

面上,兩人合作平行于紙面分別通過細繩拉三根橡皮條至某一長度(在

彈性(tánxìng)限度內),保持狀態(tài)不變;如圖丁所示,記錄此時結點位置和三根橡皮

條另一端的位置,量出三個端點到結點O的距離分別為L1=9.20cm、L2=

8.40cm、L3=7.50cm。請根據他們的實驗過程和記錄的數據作出驗證力的平行四邊形定則的圖示,并說明是如何驗證的。第十六頁，共19頁。E.在記錄力的方向時,標記同一細繩方向的兩點要遠些第十六頁，

圖丙圖丁

答案①把橡皮條的結點拉到同一位置(wèizhi)O,讀出彈簧測力計的示數,記下細繩的方向②B③ACE④F'⑤如圖所示第十七頁，共19頁。圖丁?第十七頁，共19頁。

分析說明:將任意一個力反向延長至等大,由平衡條件可知這就是另外

兩力的合力;比較它與用平行四邊形定則作出的另外兩個力的合力的大

小和方向,若近似相同即可驗證平行四邊形定則。解析①為保證(bǎozhèng)兩次拉動橡皮條的效果相同,需使兩次繩套跟橡皮條第十八頁，共19頁。?第十八頁，共19頁。的結點到達同一個位置,并及時記錄力的大小和方向。②本實驗中,一個測力計的作用效果跟兩個測力計共同作用的效果相

同,