高二物理验证力的平行四边形定则课件

授课人:刘恩华东营市第一中学实验目的1、验证平行四边形法则2、注意弹簧测力计的使用自学指导1.能说出实验原理和需要的实验仪器。2.掌握实验步骤及其注意事项。3.会记录和处理实验数据，能进行误差分析。4.尝试设计出其他的实验方案。实验原理先用弹簧秤测出分力F1、F2及它们的合力F‘再根据平行四边形法则作出分力F1、F2的合力F。比较F‘和F的大小和方向。当它们在实验室允许的误差范围内相等时，就验证了力的合成的平行四边形法则。等效替代的思想实验仪器方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度尺、量角器、图钉几个实验步骤①把方木板平放在桌面上，用图钉把白纸钉在木板上。②用图钉把橡皮筋的一端固定在Ａ点，另一端拴上两个细绳套。③用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋的结点伸长到某一位置Ｏ，并用铅笔描下结点Ｏ的位置、细绳的方向，并记录下弹簧秤的示数F1、F2。实验步骤④只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮筋的结点拉长到Ｏ点，用铅笔描下细绳的方向，记录下弹簧秤的示数F'。⑤按选定的标度作出两只弹簧秤拉力F1、F2的图示，并作出F1、F2的合力F的图示。按选定的标度作出F的图示。实验步骤⑥比较两个力F1、F2的合力F'和F大小和方向，看在实验室允许的误差范围内，两者的大小和方向是否相同。⑦改变F1、F2的大小和方向，再重复实验两次。实验步骤主要测量1、用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳的结点到达某点O时：记录结点O的位置两测力计的示数F1、F2两测力计所示拉力的方向2、用一个测力计重新将结点拉到O点时：弹簧秤的拉力大小F及方向。记录数据处理项目次数分力F1（N）分力F2（N）用平行四边形定则作图量出合力F用一个测力计直接测出F1、F2的合力F′F′与F的夹角θ（度）123注意事项①弹簧秤使用前要校零，在竖直位置已校正好零点的弹簧秤，到水平位置使用时，仍然要重新调零。②要选用规格、性能完全相同的两个弹簧秤。③本实验中，用弹簧秤测量拉力时，要使三个拉力F1、F2、F和橡皮筋均在平行于纸面的平面内。④同一次实验中，橡皮筋结点Ｏ位置一定要相同。⑤在不超出弹簧秤量程的条件下，应该尽可能使弹簧秤的拉力大一些。⑥用作图法作分力F1、F2的合力F'时要准确，图要尽可能画得大些，以使测量值的最后一位估读数字在图上能准确表示出。注意事项误差分析本实验的误差除弹簧测力计本身的误差外，还主要来源于一下两方面：1．读数误差减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些．读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录．误差分析2．作图误差减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定要平行，两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大.误差分析减小误差的方法:a．测力计使用前要校准零点。b．方木板应水平放置。c．弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致,并与木板平行.d．两个分力和合力都应尽可能大些，读数时注意弹簧秤的量程及最小刻度.误差分析减小误差的方法:e．拉橡皮条的细线要长些,标记两条细线方向的两点要尽可能远些.f．两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取60°-120°为宜.g.在画力的合成图时,要恰当选定标度.实验创新创新1：在验证两个互成角度的共点力合成遵从平行四边形定则的实验中，只用一个测力计，其他的器材不变，请叙述实验步骤和方法。创新2：不用弹簧秤，只用三条相同的橡皮条、四个图钉、一把直尺和一支铅笔、三张白纸、平木板如何验证平行四边形定则？实验创新①将三条橡皮的一端都拴在一个图钉O上，将这三条橡皮的另一端分别再拴一个图钉A、B、C，注意此时四个图钉均未固定在板上。②用刻度尺测出橡皮条的自由长度L0，注意从图钉脚之间测起。③将拴有橡皮的图钉A、B适当张开钉在木板上，拉第三根橡皮C，即使三条橡皮互成角度拉伸，待节点处的图钉O静止时，钉下C图钉，并记录图钉O的位置（注意此时O图钉不能钉）记录图钉A、B、C的位置.④测出这三条橡皮的长度L1、L2、L3，分别算出它们的伸长量X1=L1-L0，X2=L2-L0，X3=L3-L0。⑤将X1、X2、X3按一定比例图示出来，以X1、X2为邻边作平行四边形，求出其对角线OC′，比较OC′与OC的长度（即X3的长度）相等，且在一条直线上，则达到目的，若OC′与OC有一微小夹角θ，则有误差（图2-3所示）。本实验是根据O受到三个共点力而静止，任意两个力的合力与第三个力等大反向的原理。当堂训练1．探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指()A．使两分力与合力满足平行四边形定则B．使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合C．使两次橡皮筋伸长的长度相等D．使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变B2.如图所示是A、B两位同学在做本实验时得到的结果，可以判定其中_____同学的实验结果比较符合实验事实，理由是__________________________________。甲F’是单独拉，应该和橡皮条在一直线上当堂训练当堂训练3、关于验证平行四边形定则的实验，请回答：(1)某同学在做该实验时，弹簧测力计平行于木板如图(a)放置，然后记录力的大小和方向，这样操作的问题：_________________________.(2)某同学完成该实验后得到的图形如图(b)所示，图上所画的四个力中，由一个弹簧测力计拉橡皮条得到的力是________．测力计轴线与细线套不在同一直线上，测量数据不准F当堂训练4．图2－6－7为“探究求合力的方法”的实验装置．(1)下列说法中正确的是()A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图，由图知拉力为________N.课后作业完成实验报告册