2025版高考物理一轮复习第2章实验3验证力的平行四边形定则教学案新人教版.docVIP

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试验三验证力的平行四边形定则

1．试验目的

(1)验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。

(2)培育应用作图法处理试验数据和得出结论的实力。

2．试验原理

互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F′在试验误差允许范围内是否相同。

3．试验器材

木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺。

4．试验步骤

(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。如图甲所示。

甲乙

(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，利用刻度尺和三角板依据平行四边形定则求出合力F。

(4)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，登记弹簧测力计的读数F′和细绳的方向，如图乙所示。

(5)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在试验误差允许的范围内是否相同。

5．留意事项

(1)运用弹簧测力计前，要先视察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要调整指针使其指在零刻度处。再将两只弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，假如两个示数相同方可运用。

(2)试验中的两个细绳套不要太短。

(3)在同一次试验中，使橡皮条拉长时结点的位置肯定要相同。

(4)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。

(5)在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计的轴线方向。弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应当位于与纸面平行的同一平面内。要防止弹簧测力计卡壳，防止弹簧测力计或橡皮条与纸面有摩擦。

(6)在同一试验中，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。

考点一|试验原理与操作

本试验的依据是合力与分力的等效性，在操作时要记住“一留意”和“两记录”：

(1)留意两次结点O的位置必需相同。

(2)两个弹簧测力计拉橡皮条时，记录两弹簧测力计示数、两绳方向和结点O的位置。

(3)一个弹簧测力计拉橡皮条时，记录弹簧测力计示数和细绳方向。

eq\o([考点对练])

1．“验证力的平行四边形定则”的试验如图甲所示，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。图乙所示是在白纸上依据试验结果画出的图。

甲乙

(1)图乙中的________是力F1和F2的合力的理论值；________是力F1和F2的合力的实际测量值。

(2)在试验中，假如将细绳也换成橡皮筋，那么试验结果是否会发生变更？答：________(选填“变”或“不变”)。

解析：(1)题图乙中的F是力F1和F2的合力的理论值，F′为F1和F2的合力的实际测量值。

(2)在试验中，假如将细绳换成橡皮筋，并不影响两弹簧水平的拉力的大小和方向，因此试验结果不会发生变更。

答案：(1)FF′(2)不变

2．完成以下“验证力的平行四边形定则”试验的几个主要步骤：

甲乙丙

(1)如图甲，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，登记结点O的位置、两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳套的方向。

(2)如图乙，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到________，登记细绳套的方向(如图丙中的c)，读得弹簧测力计的示数F＝________。

(3)如图丙，按选定的标度作出了F1、F2的图示，请在图丙中：

①按同样的标度作出力F的图示；

②按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′。

(4)若F′与F________________________________________，

则平行四边形定则得到验证。

解析：(2)如题图乙，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O，登记细绳套的方向，由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数F＝4.0N。

(3)①作出力F的图示如图所示。

②依据力的平行四边形定则，作出F1、F2的合力F′，如图所示。

(4)若有F′与F在误差范围内大小相等，方向相同，则平行四边形定则得到验证。

答案：(2)同一位置O4.0N(3)见解析(4)在误差范围内大小相等，方向相同

考点二|数据处理与误差分析

1．本试验用作图法处理数据，要留意三个力的图示必需用同一标度，要选取合适的标度，使力的图示在坐标纸中的比例尽量大些。

2．依据二力平衡条件，试验得到的合力F′肯定与橡皮筋在一条线上，用平行四边形定则作出的合力F由于试验误差偏离此直线，可应用平行四边形图示法分析误差产生的缘由。

eq\o([考点对练])

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