2018高考物理大一轮复习第二单元相互作用5实验:验证力的平行四边形课件
(3)如图(A)(B)两图是两位同学得到的实验结果,其中哪一个 图符合实际?若合力测量值 F′是准确的,则 F 与 F′有误差的 原因可能是哪些?
【答案】 (3)(B)图
(1)2.50
4.00
(2)见解析图
误差原因见解析
【解析】
(1)弹簧测力计的最小刻度为 0.1 N,读数时应估
读一位,所以读数分别为 2.50 N 和 4.00 N. (2)取一个小方格的边长表示 0.50 N, 作出两个力及它们的合 力.
【答案】
③沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用
刻度尺把这些点连成直线;⑥F 和 F3. 【解析】 ③还需要记录拉力的方向.⑥应比较用平行四边 形定则作出的合力 F 与实验作出的合力 F3 是否一致.
考点二
数据处理与误差分析
1.本实验用作图法处理数据,要注意三个力的图示必须用 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.根据二力平衡条件,实验得到的合力 F′一定与橡皮筋 在一条线上, 用平行四边形定则作出的合力 F 由于实验误差偏离 此直线,可应用平行四边形图示法分析误差产生的原因.
在做“验证力的平行四边形定则的实验”中, 在水平放 置的木板上垫一张白纸, 把橡皮条的一端固定在 A 点上, 另一端 连接两根细线, 然后通过细线用两个互成角度的弹簧秤来拉橡皮 条,使橡皮条伸长到某一点 O,此时需记录下: (1)________________, (2)________________, (3)________________.
六、考点鸟瞰 考点鸟瞰 考点一:实验原理与操作 考点二:数据处理与误差分析 考点三:实验拓展与创新 高考热度 ★★★ ★★★★ ★★★★
考 点 讲 练
考点一
实验原理与操作
本实验的依据是合力与分力的等效性,在操作时要记住 “一注意”和“七记录”: 1.注意两次结点 O 的位置必须相同. 2.两个弹簧秤拉橡皮条时,记录两弹簧秤示数、两绳方向 和结点 O 的位置(五记录). 3.一个弹簧秤拉橡皮条时,记录弹簧秤示数和细绳方向(二 记录).
然后改用一个弹簧秤把橡皮条拉到 O 点后再记录下: (4)________________, (5)________________.
(6)如图所示, 是该同学完成验证力的平行四边形定则实验操 作后得到的数据图, 请选好比例在方框中作图完成该同学未完成 的实验数据处理.
【答案】 线的方向
(1)两弹簧秤的读数
(2)结点 O 的位置
(3)两细
(4)弹簧秤的读数
(5)细线的方向 (6)作图像时以 O
点为起点作 F1、F2、F′的图示,且要按同一比例;要用三角板 和刻度尺规范地作出平行四边形,如图所示.
(2015· 安徽 ) 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,如图所示.请将以下的实验操 作和处理过程补充完整:
(3)F′是用一个测力计拉橡皮条所得到的,其方向一定在橡 皮条所在直线上,所以(B)图符合实际,误差的原因主要是:①F1 的方向比真实方向偏左; ②F2 的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左; ③作图时两虚线没有分别与 F1 线和 F2 线平行.
某同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时, 利 用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O 点以及两只弹簧测力计拉 力 F1、F2 的大小和方向,如图甲所示.用一只弹簧测力计钩住细 绳套把橡皮条的结点拉到相同位置,拉力的示数 F 如图乙所示.
2.5 实验:验证力的平行四边形 定则
知 识 清 单
Hale Waihona Puke 一、实验目的 验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则. 学习应用作图法处理实验数据. 二、实验原理 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′在实验误差 允许范围内是否相等.
三、实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、细绳套(两个)、橡皮条、 三角板,刻度尺、图钉、铅笔.
四、实验步骤 在方木板上固定好白纸、橡皮筋. 用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使结点达到某一位 置 O.记下 O 的位置和两条细绳的方向,读出两只弹簧秤的示数 F1 和 F2. 用一只弹簧秤把橡皮条的结点拉到相同的位置 O 点,记 下细绳的方向,读出弹簧秤的示数 F′.
将橡皮条的一端固定在 A 点,另一端拴上两根细绳, 每根细绳分别连着一个量程为 5 N、最小刻度为 0.1 N 的弹簧测 力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮条的活动端拉 到 O 点时,两根细绳相互垂直,如图所示.这时弹簧测力计的读 数可从图中读出.
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 ________ N 和________ N. (2)在如图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及 它们的合力.
按照一定的标度作出 F1、F2 和 F′的图示.以 F1 和 F2 为邻边作平行四边形, 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. 比较 F′与 F 是否相同.
五、注意事项 在同一次实验中,橡皮条伸长时的结点位置要相同. 拉弹簧秤时,应使弹簧秤与木板平行,避免相碰或摩擦. 在不超过量程的前提下,拉力的数值尽量大些. 两拉力 F1 和 F2 夹角不宜过小,也不要太大. 标记同一细绳方向的两点要远些. 作力的图示,标度要一致.
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.
高考物理一轮复习第二章相互作用5实验三验证力的平行四边形定则课件
②F 合的大小为________N,F 合与拉力 F 的夹角的正切值为________. 若 F 合与拉力 F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了 力的平行四边形定则.
[解析] (1)由测力计的读数规则可知,读数为 4.0 N. (2)①利用平行四边形定则作图; ②由图可知 F 合=4.0 N,从 F 合的顶点向 x 轴和 y 轴分别作垂线,顶点的横坐标对应长 度为 1 mm,顶点的纵坐标长度为 20 mm,则可得出 F 合与拉力 F 的夹角的正切值为 0.05.
【典题例析】 (2020·云南昆明教学质量检测)某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形 定则”的实验,装置如图甲所示,在竖直放置的木板上部附近两侧,固定两个力传感器, 同一高度放置两个可以移动的定滑轮,两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接,在 两细绳连接的结点 O 下方悬挂钩码,力传感器 1、2 的示数分别为 F1、F2,调节两个定 滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角.实验中使用若干相同的钩码,每个钩码质量均为 100 g,取 g=9.8 m/s2.
(2)本实验采用的科学方法是________.
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
休息时间到啦
同学们,下课休息十分钟。现在是休息时间,你们 休息一下眼睛,
看看远处,要保护好眼睛哦~站起来动一动,久坐 对身体不好哦~
解析:(1)由实验原理可知本实验利用等效替代法来验证“力的平行四边形定则”,图甲 中钩码的重力即合力大小,细线方向即合力方向,所以应记录钩码的个数(细线上的拉力)、 结点 O 的位置和细线方向,在用钩码和弹簧测力计一起拉橡皮筋时,一定要将橡皮筋与 细线结点的位置与步骤 B 中结点的位置 O 重合,此时应记录钩码个数、弹簧测力计示数 及对应的细线方向,分析图乙中结点的受力情况可得水平方向有 4mgcos α=Fcos β,代 入数据得弹簧测力计的示数应为 F=3mg=1.5 N. (2)由(1)知是等效替代法. 答案:(1)钩码的个数(细线上的拉力) 1.5 (2)B
高考物理第一轮复习 第二章 相互作用 实验三 验证力的平行四边形定则课件
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N,图中 A 的示数为
___3_.6____N。 解析:根据弹簧测力计的指针位置以及读数规则可知 A 的示
数为 3.6 N。
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实验三 验证力的平行四边形定则 结束
(2) 下 列 不 必 要 的 实 验 要 求 是 ___D_____( 请 填 写 选 项 前 对 应 的 字
F′的图示;
F.比较 F′和 F 的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。 上述步骤中:①有重要遗漏的步骤的序号是__C__和__E__; ②遗漏的内容分别是_C__中__应__加__上__“__记__下__两__条__细__绳__的 __方 ___向__”_ 和_E__中__应__说__明__“__把__橡__皮__条__的__结__点__拉__到__同__一__位__置___O_” ____。
母)。
A.应测量重物 M 所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使 O 点静止在同一位置
解析:要验证的关系是 A、B 两个弹簧测力计的拉力的合力与 M 的
重力等大反向,所以应测量 M 的重力。为减小测量误差,弹簧测
力计应在使用前校零,拉力的方向与木板平面平行,A、B、C 对。
考查实验原理的理解 (1)用一个弹簧测力计拉橡皮条时,拉力F′的方向一定沿AO方向。 (2)因误差因素(读数误差、作图误差等)由平行四边形定则作出的合力 不一定沿AO方向。 (3)本实验中一个弹簧测力计的作用效果与两个弹簧测力计的共同作用 效果相同,具有等效替代关系。
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2018年高考物理一轮复习课件:必修1 第二章 实验三 验证力的平行四边形定则 精品
热点二 跟踪训练
[解析] (1)由胡克定律得,橡皮筋拉力与橡皮筋伸长量关系为 F =k(l-l0).根据表格数据,在坐标系中描点、连线,如图甲所示, 求得斜率 k=50 N/m,l0=10.0 cm. (2)当 OA=6.00 cm,OB=7.60 cm 时,橡皮筋的长度为 l=13.60 cm,FOA=FOB=k(l-l0)=1.80 N. (3)如图乙所示
热点一 跟踪训练
1.(2017·山东滕州一中月考)在“验证力的平行四边形定则”的实验 中,某小组利用如图甲所示的装置完成实验,橡皮条的一端 C 固定在 木板上,用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的 O 点.
热点一 跟踪训练
(1)下列叙述正确的是( ) A.该实验中 CO 的拉力是合力,AO 和 BO 的拉力是分力 B.两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 C.实验中 AO 和 BO 的夹角应尽可能大 D.在实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧 测力计的刻度线 E.实验中,只需记录弹簧测力计的读数和 O 点的位置 (2)对数据处理后得到如图乙所示的图线,则 F 与 F′两力中,方向一定 沿 CO 方向的是________. (3)本实验采用的科当长一些,可以减小实验误差 B.在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向 C.在作力 F1、F2 的图示时,必须选取同样的标度,而作 F′的图示时, 可以选取不同的标度 D.最后,连接 F1、F2 和 F′三个力的末端,验证所得图形是不是平行 四边形
热点一
热点一 跟踪训练
解析:该实验中 CO 的拉力与 AO 和 BO 的拉力平衡,即 CO 的 拉力与 AO 和 BO 的拉力的合力等大反向,A 错;本实验利用等 效法验证平行四边形定则,故两次操作必须将橡皮条和绳的结点 拉到相同位置,B 对;实验中 AO 和 BO 的夹角应适度,C 错; 在实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对 弹簧测力计的刻度线,D 对;实验中,需记录弹簧测力计的读数、 拉力的方向和 O 点的位置,E 错. 答案:(1)BD (2)F′ (3)等效替代
高考物理一轮复习:实验【3】验证力的平行四边形定则ppt课件
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实验器材
方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角 板、刻度尺、图钉(多个)、铅笔.
实验步骤
1.仪器的安装
内容
(1)用图钉把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A 点,如图所示,橡皮条的另一端拴 上两个细绳套.
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2.操作、记录及结论
(1)用两个弹簧测力计分别勾住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使 橡皮条伸长到某一位置O.用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方 向,并记录弹簧测力计的读数.注意在使用弹簧测力计的时候,
要使它的弹簧与木板平面平行. (2)用铅笔和刻度尺从力的作用点内(容位置O)沿着两条细绳套的方向画
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实验目的 1.验证力的平行四边形定则. 2.培养学生应用作图法处理实验数据和得出结论的能力. 实验原理 等效思想:一个力F′的作用效果内和容两个力F1、F2的共同作用效果 都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以力F′就是这 两个力F1和F2的合力.作出力F′的图示,与根据平行四边形定则 作出力F1和F2的合力F的图示比较,在实验误差允许的范围内,F′ 和F大小相等、方向相同.
直线,按选定的标度作这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示, 以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行 四边形的对角线,即为合力F的图示.
高三物理高一物理实验验证力的平行四边形定则PPT课件
及 此 时 第3页/共27页
3
(4)用铅笔和刻度尺从O点沿两条细
绳方向画直线,按选定的标度作出这
两只F弹1、簧F秤2为的邻读边数F1和F2的图示,以
用铅笔及刻度尺作平行四边形,两邻
边所夹的对角线即为合力F的图示.
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(5)只用一只弹簧秤钩住细绳套,把
橡皮条的结点拉到同一位置O.记下此
比较这个实测合力F′和按平行四边 形法则求出的合力F,看它们的大
小和方向是否相同.
(6)改变两测力计拉力的大小和方
向,重做两次实验,从实验中得出
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2.验证力的平行四边形定则实验方法的拓展 和迁移
(2009·山东)请完成以下两小题.
某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他 找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和 若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、 细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两
(2)在不超过弹簧秤的量程和橡皮条形变不 超过其弹性限度的条件下,应使拉力尽量大 一些.
(3)画力的图示时,标度的选取应恰当,并 12 第12页/共27页
3.数据处理及误差分析
本实验的主要误差来源于读数、作
图,此外还有弹簧秤本身的误差.读
数时眼睛一定要正对刻度,按有效
数字记录示数,作图时要准确,两
(4)在水平放置的木板上,垫一张
白纸,用图钉固定,把橡皮条的一
端固定在板上P点,用两条细绳连接
在橡皮条的另一端,通过细绳同时
用两个测力计互成角度地拉橡皮条,
使橡皮条与细绳的连接点到达某一
位置,并记下此位置. 第20页/共27页
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(5)记下测力计的读数F′和细绳方
向,按同一比例做出这个力的图示.
高考物理一轮复习课件:实验三 验证力的平行四边形定则课件
条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置 O.记录下O点的位置,
读出两个弹簧测力计的示数; D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计 的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E .只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸 长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作 出这个力F′的图示;
F .比较 F′ 和 F 的大小和方向,看它们是否相同,得出结
论. 上述步骤中:①有重要遗漏的步骤的序号是 ________ 和 ________; ②遗漏的内容分别是____________和____________.
[ 解析 ]
(1) 由一个弹簧测力计拉橡皮条至 O 点的拉力一定
沿 AO 方向;而根据平行四边形定则作出的合力,由于误差的 存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F′. (2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,它们的作
[解析]
(1)以水平方向为 x 轴,竖直方向为 F 轴,建立
直角坐标系,然后找点,选尽可能多的点连成一条线,其图 3.2 线的斜率即为弹簧的劲度系数 k,k= -2N/m≈53 N/m. 6×10
(2)弹簧秤的读数为 2.10 N,选标度 合力的图示如图所示.
(3)经测量合力 F 合=3.3 N [答案] (1)53 (2)2.10 见解析 (3)3.3
实验三
验证力的平行四边形定则
要点解读回放
1 .验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定
则.
2 .通过验证力的平行四边形定则,培养同学们用图象法 处理实验数据,并得出结论的能力.
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同一点,所以力F′就是这两个力
全国用2018版高考物理大一轮复习第二章相互作用实验三验证力的平行四边形定则课件
(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影 响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相 同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响. 实验装置如图所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定 于O点,下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下 N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N 的轨迹. 两次实验记录的轨迹如图所示.过O点作 一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中 橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、 Fb的大小关系为__F_a=__F__b _. 答案 解析
(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的是 答案 解析 a.橡皮筋的材料和原长相同即可 b.橡皮筋的材料和粗细相同即可
√c.橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同
为了能用橡皮筋的伸长量表示弹力大小,满足F=kx,应让k值相同, 即橡皮筋的材料、粗细、原长均要相同,选项c正确.
5.小明通过实验验证力的平行四边形定则. (1)实验记录纸如图所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力 计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋 时,拉力F3的方向过P3点.三个力的大小分别为:F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3 =4.25 N.请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力. 答案 见解析图(F合=4.6~4.9 N都算对)
答案 分析
2.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图甲所示,其 中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳. 根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示,已知实验过程中操作正确.
(1)乙图中F1、F2、F、F′四个力,其中力_F___(填上述字母)不是由弹 簧测力计直接测得的.实验中,要求先后两次力的作用效果相同,指的 是D____ (填正确选项前字母)答. 案 A.两个弹簧测力计拉力F1和F2的大小之和等于一个弹簧
高考物理大一轮复习 第二章 相互作用 第5讲 实验三 验证力的平行四边形定则(2021年最新整理)
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第5讲实验三验证力的平行四边形定则1.在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条.(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的________(填字母代号).A.将橡皮条拉伸相同长度即可B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号).A.两细绳必须等长B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要近些解析(1)该实验的关键是等效替代,故选B、D.答案(1)BD (2)B2.在“探究共点力合成规律"的实验中,某同学经历了以下实验步骤:A.在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示,根据平行四边形定则作图求出合力F;B.只用一个测力计,通过细绳把橡皮筋拉同样长度;C.记下两个测力计F1和F2的读数,并且记录它们的方向;D.在水平放置的木板上,垫一张白纸,把橡皮筋的一端固定在板上P点,用两条细绳连接在橡皮筋的另一端,通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋与细绳的连接点到达某一位置O,并记下此位置,如上图所示;E.记下测力计的读数F′和细绳方向,按同一比例作出这个力的图示,比较这个实测合力F′和按平行四边形定则求出的合力F,看它们的大小和方向是否相近;F.用刻度尺测量出P、O之间的距离并记录;G.改变两测力计拉力的大小和方向,多次重复实验,从实验得出结论.(1)上述实验步骤有明显的错误,这个步骤是________(填选项前的字母);正确的操作应为________。
