实验-验证力的平行4边形定则.ppt

第二单元　实验与探究 第6课　实验：验证力的平行四边形定则;1．当两个力共同作用使橡皮条伸长到________，一个力作用也使橡皮条伸长到________，这个力就是前两个力的合力． 2．借助刻度尺对两个力作力的________，借助刻度尺和________作出这两个力的合力的________；其对角线与单独作用的一个力进行比较，从而判断作出的合力与单独作用的力是否相一致．;1．明确实验原理 实验是要用互成角度的两个力与另一个力产生相同的效果(即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度)，按其用平行四边形定则求出的合力与另一个单独的力比较是否在实验误差允许范围内相等，如果相等，就验证了力的合成的平行四边形定则． 2．明确实验器材 需要的器材：方木板、橡皮筋(带细绳套)、 白纸、图钉、刻度尺、三角板、弹簧秤．;3．掌握实验步骤与收集数据、分析与确定结论;(3)用铅笔和直尺从力的作用点(位置O)沿着两条细绳的方向画直线，按选定的标度作出两个力的图示，以F1和F2为邻边，利用刻度尺和三角板作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，作出合力F的图示．;(5)改变两个力F1、F2的大小和夹角，再重复做两次实验，把实验数据填入下表.;4．注意事项 (1)使用弹簧秤的注意事项 ①被测力不能超过弹簧秤的量程． ②被测力的方向要与弹簧秤轴线方向一致． ③读数时应正对平视． ④测量时，除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值外，还要估读一位．; (2)“验证力的平行四边形定则”实验中的注意事项 ①在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差． ②弹簧秤要求与被拉的细绳套在一直线上，且与板面平行，拉动时弹簧与外壳要避免摩擦． ③画出图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力． ④在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同． ⑤由作图法得到的F和实际测量得到的F′不可能完全符合，但在误差允许的范围内可以认为F和F′符合即可．;5．误差来源分析 本实验误差的主要来源除弹簧秤本身的误差外，还出现读数误差，因此读数据时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力的对边一定要平行．两个分力F1和F2间的夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差ΔF也越大，所以实验中不要把θ取得太大．本实验允许的误差范围是：力的大小ΔF≤5%F，F和F′的夹角θ≤7°，对于ΔF＝0、θ＝0和ΔF＞5%F、θ＞7°的情况都要分析原因．;实验原理和步骤的考查 ;(4)在白纸上按选定的________作出两个力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边利用三角板和刻度尺__________，过O点__________，作为F1和F2的合力F. (5)________________________________，记下弹簧秤的读数F′和细绳的方向，按上面选定的________作出力F′的图示． (6)比较F′和F的大小和方向，并得出结论．;审题突破：本题考查验证力的平行四边形定则的实验操作能力，必须知道既要通过实验测出所需要的力，同时又要作测得的力的图示，由图示确立实验结论． 解析：无论是采用两个弹簧秤还是一个弹簧秤，把结点拉至同一个位置是实验原理所决定的，要特别注意；“选定标度”作力的图示是本实验的重要标志；作出的平行四边形中每条边所表示的物理意义是本实验获得正确结论的条件． 答案：(4)标度　作平行四边形　作对角线　(5)只用一个弹簧秤把结点拉至同一位置　标度;方法点窍：理解实验原理和实验过程中每一步的设计原则是正确完成实验的前提，本实验中的许多知识同学们都要在亲手实验的基础上通过记忆进行学习，没有什么特别的捷径.;数据处理与误差分析;(1)请你用直角三角板和刻度尺按图的标度作出F1、F2的合力F′. (2)根据你作得的图象下一个结论，并说明主要是什么情况引起了误差．________________________________________________________________________;审题突破：本题考查数据处理能力与误差分析能力，只要根据图中的标度准确画好各个力的图示，再熟练使用直角三角板和刻度尺把F1与F2两个力的合力画好，就能下好结论，对于误差，主要是系统误差．;解析：根据图中的标度约5 mm，对每个力作好图示，F1有4段，F2有3段；F有5段．再用直角三角板与刻度尺配合作出力F1、F2的合力F′，再用同一标度对其段数进行确定，如图所示，最后下结论：在误差允许的范围内，力的平行四边形定则成立．而由图象看到实验还是存在误差的，主要来自仪器本身的误差，操作及读数的误差，还有作图时存在的误差等．;答案：(1)见解析中的图　(2)