2016《名师面对面》高考物理大一轮复习课件：第2章 第6讲实验三：验证力的平行四边形定则

高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用物体间的相互作用第二章高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用第6讲实验三：验证力的平行四边形定则高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用一、实验目的验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则．二、实验原理如果使F1、F2的共同作用效果与另一个力F′的作用效果相同(使橡皮条在某一方向伸长一定的长度)，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与力F′是否在实验误差允许的范围内大小相等、方向相同，如果结果在实验误差允许的范围内，就验证了力的平行四边形定则．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用三、实验器材木板1块、白纸、图钉若干、橡皮条1段、细绳套(两个)、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺、铅笔等．四、实验步骤1．用图钉把1张白纸钉在水平桌面上的方木板上．2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两个细绳套结在橡皮条的另一端．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用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(如图2－6－1所示)．4．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．在白纸上按比例作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F.图2－6－1高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用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和细绳套的方向．按同样的比例用刻度尺从O点起作出这个弹簧测力计的拉力F′的图示．6．比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等．7．改变两个分力F1和F2的大小和夹角，再重复实验两次，比较每次的F与F′是否在实验误差允许的范围内相等．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用五、注意事项1．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O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，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～90°为宜．3．读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳和弹簧测力计的限位孔之间有摩擦．读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用4．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔带出一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．5．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用六、误差分析1．读数误差减小读数误差的方法：选择相同的弹簧测力计并调整好零刻度；弹簧测力计示数在允许的情况下，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．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．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用【跟踪训练】(2015年深圳质检)根据要求，完成“验证力的平行四边形定则”实验．(1)如图2－6－2甲所示，把白纸固定在木板上后，再把木板竖立在桌面上，用图钉把橡皮筋的一端固定在A点，另一端B连结两条轻绳，跨过定滑轮后各栓一细绳套，分别挂上3个钩码和4个钩码(每个钩码重1N)，调整滑轮的位置，稳定后结点B位于O处，记下__________和两条轻绳的方向，取下滑轮及钩码．(2)如图2－6－2乙所示，取某单位长度表示1N，用力的图示作出两条轻绳的拉力F1和F2；再用一弹簧测力计把结点拉至O处，记下测力计的读数F′＝______N，取下测力计．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用(3)在图2－6－2丙作出F1和F2的合力F及拉力F′的图示．(4)对比F和F′的大小和方向，发现它们不是完全一致的，其可能的原因是______________________．(填一个原因)图2－6－2高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用【答案】(1)O的位置(2)5.0(3)如右图所示．(4)测量存在误差；作图没有画准；弹簧测力计自身重力的影响；滑轮与绳之间的摩擦力等．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则(2015年梅州检测)有同学利用如图2－6－3所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打1个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出3根绳子的拉力TOA、TOB和TOC.回答下列问题：图2－6－3高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用(1)改变钩码个数，实验能完成的是()A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是()A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度C．用量角器量出3根绳子之间的夹角D．用天平测出钩码的质量高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用(3)在作图时，你认为图2－6－4中图________是正确的．(填“甲”或“乙”)图2－6－4高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用解析(1)A组中N1＝N2＝2时，只有当两力同向时，其合力才为4，显然是无法完成实验的，其余的3组均可以满足三力平衡．(2)三力的大小可以直接用钩码的个数代替，故无需测出其质量，只要记下结点O的位置及三力的方向即可．(3)F3显然应该是竖直向下的，F1、F2所作出的平行四边形的对角线因为误差的原因不一定严格地竖直向上和F3平衡．答案(1)BCD(2)A(3)甲一题一得只要知道验证平行四边形定则的实验原理，就可以掌握好任意形式的变题．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用在互成角度的两个共点力的合成实验中，其中的三个实验步骤如下：①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两弹簧测力计的读数F1和F2；②在纸上只根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F′；高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用③只用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧测力计同时拉时相同，记下此时弹簧测力计的读数F及方向．(1)以上三个步骤均有错误或疏漏：①中是_______________________________；②中是_______________________________；③中是__________________________．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用图2－6－5(2)下面甲、乙两图是两位同学做“互成角度的两个力的合成”实验时得到的结果．他们分别得到使橡皮条和细线的结点拉到O点时所需的两个力F1、F2及只用一个力时的F，并用平行四边形定则画出了F1和F2的合力F′，则两人处理实验结果正确的图是________．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用(1)①应记下两个细绳套的方向即F1和F2的方向②应依据F1和F2的大小和方向作图③应将橡皮条与细绳套的结点拉至同一位置O点(2)乙【解析】(1)该实验采用“等效法”进行，即一个弹簧测力计和两个弹簧测力计拉橡皮条与细绳套的结点时应该拉至同一位置O点，由于力是矢量，因此在记录数据时，不光要记录力的大小，还要记录其方向，这样才能作平行四边形，从而验证两个力的合力大小和方向是否与一个力的大小和方向相同．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用以上三个步骤均有错误或疏漏：①中是应记下两个细绳套的方向即F1和F2的方向；②中是应依据F1和F2的大小和方向作图；③中是应将橡皮条与细绳套的结点拉至同一位置O点．(2)由于误差的存在用平行四边形定则求出的合力F′可以与橡皮条拉力F有偏差，但用一个弹簧测力计拉结点的拉力即F与橡皮条拉力一定在同一直线上，F1和F2的合力理论值F′一定在平行四边形的对角线上，故乙符合实验事实．高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用高三一轮总复习·物理第二章物体间的相互作用