届高考物理一轮复习实验3验证力的平行四边形定则.doc

PAGE PAGE 1 实验3　验证力的平行四边形定则 一、实验目的 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． 二、实验器材 方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、________、细绳套(两个)、________、图钉(几个)、细芯铅笔． 　考点一　实验原理与实验操作 1.实验原理 一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到________，所以力F′就是这两个力F1和F2的合力，作出力F′的图示．再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较__________________是否相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则． 2．实验步骤 (1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上，并用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴一短绳，短绳的另一端拴上两个细绳套． 图S3-1 (2)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图S3-1所示，记录两只弹簧测力计的读数，____________________________． (3)只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和________________________． (4)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示． (5)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计的拉力F′的图示． (6)比较一下，力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向是否相同． 1 [2015·安徽卷] 在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端．用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图S3-2所示．请将以下的实验操作和处理补充完整： 图S3-2 (1)用铅笔描下结点位置，记为O； (2)记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线； (3)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3，________________________________________________________________________； (4)按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3； (5)根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F； (6)比较________________的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验． 式题 在“验证二力合成的平行四边形定则”的实验中，我们需要对使用的两只弹簧测力计进行校对，看两只弹簧测力计是否完全相同，校对的方法是________(填选项前的字母)． A．看两只弹簧测力计的外形是否一样，是否由同一厂家生产 B．把两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全相同 C．把两只弹簧测力计的钩子互钩着一上一下竖直地拉动，看两者示数是否相同 D．把两只弹簧测力计的钩子互钩着，任意地拉动，看两者示数是否完全相同 ■ 注意事项 (1)不要直接以橡皮条的端点为结点，可拴一短细绳连接两个细绳套，以三绳交点为结点，且应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置． (2)使用弹簧测力计前，应先调节零刻度，使用时不能超过量程，拉弹簧测力计时，应使弹簧测力计与木板平行．被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动弹簧时不可与外壳相碰或摩擦． (3)在同一次实验中，橡皮条伸长时的结点位置要相同． (4)两个拉力F1和F2夹角不宜过小，作力的图示时，标度要一致． (5)读数时应正对、平视刻度． 　考点二　数据处理与误差分析 1.数据处理——作图法 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，由作图法得到的合力F 与实际测量得到的合力F′不可能完全重合，只要在误差允许的范围内可以认为F与F′重合，即可验证平行四边形定则，如图S3-3所示． 图S3-3 2．误差分析 (1)用两个弹簧测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计不在同一个平面内时，这样得到的两个弹簧测力计的水平分力的实际合力会比由作图法得到的合力小． (2)结点O的位置和两个弹簧测力计的方向画得不准会造成作图的误差． (3)作图比例不恰当会造成作图误差． 2 [2015·山东卷] 某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则． 实验步骤： ①将弹簧秤固