2018届高考物理三轮冲刺导学案：验证力的平行四边形定则专题探究.doc

三轮冲刺导学案--验证力的平行四边形定则专题探究 考点剖析 一、基本实验要求 1．实验原理 若某个力F′的作用效果与两个力F1、F2的共同作用效果都能使橡皮条伸长到同一点，则F′为F1和F2的合力，作出F′的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F′、F，分析在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同，即可验证平行四边形定则。 2．实验器材 木板、白纸、图钉（若干）、弹簧测力计（2）、橡皮条、细绳套（2）、三角板、刻度尺、铅笔。 3．实验步骤 （1）用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上。 （2）用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。 （3）用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。 （3）用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数。 （4）在白纸上作出两个力F1、F2，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。 （5）只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向。 （6）比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等。 二、规律方法总结 1．正确使用弹簧测力计 （1）将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止。 （2）使用时，读数应尽量大些，但不能超出量程范围。 （3）被测力的方向应与弹簧轴线方向一致。 （4）读数时应正对、平视刻度。 2．实验注意事项 （1）在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。 （2）用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°~100°之间为宜。 （3）在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些，细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。 （4）在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。 3．误差分析 （1）误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。 （2）减小误差的办法： ①拉弹簧测力计时，外壳不要与纸摩擦，弹簧测力计、细绳套、橡皮条要在同一水平面内。 ②实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录。 ③作图时用刻度尺和三角板，使表示两力的对边一定要平行。 典例精析 1、在“探究力的平行四边形定则”的实验中，如图所示，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，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测力计）。其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。 （1）在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其他步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？ 答：________。（填“变”或“不变”） （2）本实验采用的科学方法是________。 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 【答案】（1）不变 （2）B 【解析】（1）将细绳套换为橡皮筋不影响拉力的效果，即不影响实验结果。 （2）两只弹簧测力计的拉力（分力）与一只弹簧测力计的拉力（合力）均把结点O拉至相同位置，合力与分力的作用效果等效，即本实验采用了等效替代法。 【考点】探究力的平行四边形定则实验 2、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。 【答案】（1）3.6 （2）D （3）改变弹簧测力计B拉力的大小；减小重物M的质量 【解析】（1）由图知弹簧测力计的分度值为0.2 N，按“二分之一”估读法可知小数点后保留一位，故读得结果为3.6 N。 （2）本实验中是利用平衡条件确定两拉力的合力——与重物M所受重力等大反向，故A是必要的。因弹簧测力计的零点误差影响到各拉力的测量值，故B是必要的。只有拉线方向与木板平行时才能保证各力在竖直板上记录的方向与真实方向相同，故C是必要的。由于本实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力，即可验证平行四边形定则，而测力计