7.15验证平行四边形探究弹簧弹力与伸长的关系.docVIP

【学习目标】 1、学会用弹簧测力计和细线测出力的大小与方向． 2运用力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则． 学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律实验一　验证力的平行四边形定则 【例1】某同学用如图所示的实验装置来验证 “力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端 用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手 持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测 力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的 位置和拉线的方向． (1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N. (2)下列不必要的实验要求是________．(请填写选项前对应的字母) A．应测量重物M所受的重力 B．弹簧测力计应在使用前校零 C．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 (3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法． 【例2】如图所示，某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物． (1)为完成该实验，下述操作中必需的是________． a．测量细绳的长度 b．测量橡皮筋的原长 c．测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d．记录悬挂重物后结点O的位置 (2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是________________________________． 等效思想应用 等效法是指两个弹簧秤同时拉橡皮筋使橡皮筋产生的形变与一个弹簧秤单独拉橡皮筋产生的形变相同．应使两个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置与一个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置是同一个位置． 作图法是用来验证两个弹簧秤拉力的合力与单个弹簧秤拉力的大小、方向是否相同的，反映在图上就是两力是否重合．在实验中的体现是：先选定标度作出两个力的图示，依据平行四边形作出对角线，然后再根据同样标度作出一个弹簧秤拉时力的图示(两个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置与一个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置相同)，看两个力的图示是否重合． 【例3】在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳． (1)图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法中正确的是 (　　) A．图乙中的F是力F1和F2合力的理论值，F′是力F1和F2合力的实际测量值 B．图乙中的F′是力F1和F2合力的理论值，F是力F1和F2合力的实际测量值 C．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果没有影响 D．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响 (2)本实验采用的科学方法是________(填字母代号) A．理想实验法　　　　　　 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 【知识归纳】 实验二　探究弹力和弹簧伸长量的关系 一、实验目的 1．探究弹力和弹簧伸长量的关系． 2．学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律． 二、实验原理 1．如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等． 2．用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x、F)对应的点，用平滑的曲线连接起j来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系． 三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线． 四、实验步骤 1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长． 2．如图所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，填入自己设计的表格中． 3．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5. 钩码个数 长度 伸长量x 钩码质量m 弹力F 0 l0＝ 1 l1＝ x1＝l1－l0 m1＝ F1＝ 2 l2＝ x2＝l2－l0 m2＝ F2＝ 3 l3＝ x3＝l3－l0 m3＝ F3＝ ? ? ? ? ? 五、数据处理 1．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得