高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則課件 新人教版.ppt

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,,,,,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理與操作,考點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),考 點(diǎn),高三物理一輪復(fù)習(xí),實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1．驗(yàn)證力的平行四邊形定則． 2．培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和得出結(jié)論的能力． 實(shí)驗(yàn)原理 等效思想：一個(gè)力F′的作用效果和兩個(gè)力F1、F2的共同作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點(diǎn)，所以力F′就是這兩個(gè)力F1和F2的合力．作出力F′的圖示，與根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示比較，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，F(xiàn)′和F大小相等、方向相同．,實(shí)驗(yàn)器材 方木板、白紙、彈簧測力計(jì)(兩個(gè))、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、三角板、刻度尺、圖釘(多個(gè))、鉛筆． 實(shí)驗(yàn)步驟 1．儀器的安裝,(1)用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上． (2)用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，如圖所示，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套．,2．操作、記錄及結(jié)論 (1)用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別勾住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置O.用鉛筆描下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測力計(jì)的讀數(shù)．注意在使用彈簧測力計(jì)的時(shí)候，要使它的彈簧與木板平面平行． (2)用鉛筆和刻度尺從力的作用點(diǎn)(位置O)沿著兩條細(xì)繩套的方向畫直線，按選定的標(biāo)度作這兩個(gè)彈簧測力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，以F1和F2為鄰邊利用刻度尺和三角板作平行四邊形，過O點(diǎn)畫平行四邊形的對角線，即為合力F的圖示． (3)只用一個(gè)彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置O.讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩套的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′的圖示．,(4)比較力F′與用平行四邊形定則求得的合力F的大小和方向，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)看它們是否相等． (5)改變兩個(gè)分力的大小和夾角，再做兩次實(shí)驗(yàn)． 注意事項(xiàng) 1．結(jié)點(diǎn)O (1)定位O點(diǎn)時(shí)要力求準(zhǔn)確． (2)同一次實(shí)驗(yàn)中橡皮條拉長后的O點(diǎn)必須保持不變． 2．拉力 (1)用彈簧秤測拉力時(shí)要使拉力沿彈簧秤軸線方向． (2)應(yīng)盡量使橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi)．,(3)兩個(gè)分力F1、F2間的夾角θ不要太大或太?。?3．作圖 (1)在同一次實(shí)驗(yàn)中，選定的比例要相同． (2)嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力． 誤差分析 1．彈簧測力計(jì)本身的誤差． 2．讀數(shù)誤差 減小讀數(shù)誤差的方法：選擇相同的彈簧測力計(jì)并調(diào)整好零刻度；彈簧測力計(jì)數(shù)據(jù)在允許的情況下，盡量大一些，讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄．,3．作圖誤差 減小作圖誤差的方法：作圖時(shí)兩力的對邊一定平行．兩個(gè)分力F1、F2間的夾角越大，用平行四邊形作出的合力F的誤差ΔF就越大，所以實(shí)驗(yàn)中不要把F1、F2間的夾角取得太大，在60～90之間為宜．,【例1】 某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB與OC為細(xì)繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖．,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,(1)如果沒有操作失誤，圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________． (2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是________． A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．建立物理模型法 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要的步驟是： A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上； B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；,C．用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O.記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)； D．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F； E．只用一只彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出F′的圖示；,(1)由一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮條至O點(diǎn)的拉力一定沿AO方向；而根據(jù)平行四邊形定則作出的合力，由于誤差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′. (2)一個(gè)力的作用效果與兩個(gè)力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替代，故B正確．,解析,F．比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論． 上述步驟中： ①有重要遺漏的步驟的序號是________和________； ②遺漏的內(nèi)容分別是________________ _______________________________________________________和___________ __________________________________________________________________．,(3)①根據(jù)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)程可知，有重要遺漏的步驟的序號是C、E. ②在C中未記下兩條細(xì)繩的方向，E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O.,解析,答案,(1)F′ (2)B (3)①C E ②C中應(yīng)加上“記下兩條細(xì)繩的方向” E中應(yīng)說明“把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O”,【例2】 在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧測力計(jì)． (1)為完成實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)另找來一根彈簧，先測量其勁度系數(shù)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表： 根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖1中作出F－x圖，并由F－x圖象求該彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m.,考點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,(2)某次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測力計(jì)的指針位置如圖2所示，其讀數(shù)為________N，同時(shí)利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N，請?jiān)谙旅嫣摼€框中畫出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合．,,解析,(3)由圖得到F合＝________N.,(2)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為2.10 N，合力的圖示如圖乙所示． (3)經(jīng)測量合力F合＝3.30 N.,解析,答案,,(1)見解析圖甲 53(51～55均正確) (2)2.10(2.08～2.12均正確) 見解析圖乙 (3)3.30(3.10～3.50均正確),【例3】 某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”．彈簧測力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M.彈簧測力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，手持另一端向左拉，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置．分別讀出彈簧測力計(jì)A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向．,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),解析,(1)彈簧測力計(jì)的最小刻度為0.2 N，所以A的讀數(shù)為3.6 N. (2)根據(jù)三力平衡的特點(diǎn)可知，彈簧測力計(jì)A、B的拉力的合力與重物M的重力等值反向，故A項(xiàng)是必要的．彈簧測力計(jì)的零點(diǎn)誤差影響各拉力的測量值，所以使用前需校零，B項(xiàng)是必要的．只有拉線方向與,(1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為________N. (2)下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是________． A．應(yīng)測量重物M所受的重力 B．彈簧測力計(jì)應(yīng)在使用前校零,木板平面平行，才能保證所研究的各力在同一平面內(nèi)，C項(xiàng)也是必要的．實(shí)驗(yàn)中只需測出兩拉力的大小和方向以及重物的重力即可驗(yàn)證平行四邊形定則，而測力計(jì)A的拉力不同時(shí)O點(diǎn)的位置就不同，故沒必要使O點(diǎn)靜止在同一位置，答案為D.,解析,C．拉線方向應(yīng)與木板平面平行 D．改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置 (3)某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)A的指針稍稍超出量程，請您提出兩個(gè)解決辦法．,(3)彈簧測力計(jì)A的指針稍稍超出量程，說明拉彈簧測力計(jì)A的力大了，可行的解決方法有：①改變彈簧測力計(jì)B拉力的大小或方向；②減小重物M的質(zhì)量(或?qū)更換成較大量程的彈簧測力計(jì))．,解析,答案,(1)3.6 (2)D (3)見解析,