高考总复习验证力的平行边形定则.PPTVIP

RJ版 · 物理 新课标高考总复习 (对应学生用书P34) 一、实验目的 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则． 二、实验器材 方木板一块，白纸，弹簧测力计(两个)，橡皮条一段，细绳(两条)，白纸，刻度尺，三角板，图钉，铅笔． 三、实验原理 等效法：使一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果相同，都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点，则力F′就是这两个力F1、F2的合力．作出F′的图示，再根据平行四边形定则作出力F1、F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否相同，从而验证力的平行四边形定则． 四、实验步骤 1.在桌面上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上． 2.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套． 3.用两个弹簧秤分别钩住两个绳套，互成角度地拉橡皮条的同一结点，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O(如图所示)． 4.用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出两个弹簧秤的示数． 5.用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出其合力F. 6．只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O，读出弹簧秤的示数，并记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示． 7.比较力F′与F的大小和方向，看它们在一定范围内是否相等． 8．改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验． 问题探究　每次实验都必须保证结点的位置保持不变，这体现了怎样的物理思想方法？若两次橡皮条的伸长长度相同，能否验证平行四边形定则？ [提示]　每次实验保证结点位置保持不变，是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中等效替换的思想方法．由于力不仅有大小，还具有方向，所以两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同，不满足合力与分力的关系，不能验证平行四边形定则． (对应学生用书P35) 要点一　　误差分析　　　 1.读数误差 减小读数误差的方法：选择相同的弹簧测力计并调整好零刻度；弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录． 2．作图误差 减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定平行．两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大． 要点二　　注意事项　　　 1.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直至相同为止． 2.在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同． 3.用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜． 4.读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦．读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些． 5.细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向． 6.在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些． 要点三　　实验改进　　　 本实验用一个弹簧测力计也可以完成实验，具体操作如下： (1)把两条细绳中的一条细绳与弹簧测力计连接，另一条细绳用手直接抓住，然后同时拉这两条细绳，使结点至O点，记下两条细绳的方向和弹簧测力计的示数F1. (2)放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一细绳上，用手再同时拉这两条细绳，使结点至O点，并使两条细绳位于记录下来的方向上，读出弹簧测力计的示数F2. 其他步骤与提供两弹簧测力计相同． 这种操作的优点是能减小因两弹簧测力计的不同而带来的误差，但实验过程麻烦． 在做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点．下列操作中错误的是(　　) A．同一次实验过程中，O点位置允许变动 B．实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点 D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取90°，以便于算出合力大小 [解析]　从橡皮条固定点到O点的连线，是合力的作用线方向，如果O点变动，那么合力的大小、方向都要变化，就不能验证力的平行四边形定则，故A选项