高一物理滬科版必修1 第4章 《實驗驗證力的平行四邊形定則》課件

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歡迎進入物理課堂 理解教材新知 第4章 把握熱點考向 考向一 考向二 應用創(chuàng)新演練 實驗 考向三 一 實驗目的1 掌握彈簧測力計的正確使用方法 2 練習用作圖法求兩個力的合力 3 驗證互成角度的兩個力合成的平行四邊形定則 二 實驗原理若某個力F的作用效果與兩個力F1 F2的共同作用效果都能使橡皮條伸長到同一點 則F為F1和F2的合力 作出F的圖示 再根據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2的合力F 的圖示 比較F F 分析在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否大小相等 方向相同 即可驗證平行四邊形定則 三 實驗器材方木板 白紙 彈簧測力計 兩個 橡皮條 細繩套 兩個 三角板 刻度尺 圖釘 若干 鉛筆 四 實驗步驟 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 橡皮條的另一端拴上兩個細繩套 圖實 1 3 用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套 互成角度地拉橡皮條 使橡皮條與繩的結(jié)點伸長到某一位置O 如圖實 1所示 記錄兩彈簧測力計的讀數(shù) 用鉛筆描下O點的位置及此時兩細繩套的方向 4 只用一只彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O 記下彈簧測力計的讀數(shù)和細繩的方向 5 改變兩彈簧測力計拉力的大小和方向 再重做兩次實驗 五 數(shù)據(jù)處理 1 用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細繩方向畫直線 按選定的標度作出這兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示 并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形 過O點畫平行四邊形的對角線 此對角線即為合力F的圖示 2 用刻度尺從O點按同樣的標度沿記錄的方向作出這只彈簧測力計的拉力F 的圖示 3 比較F與F 是否完全重合或幾乎完全重合 從而驗證平行四邊形定則 六 注意事項1 正確使用彈簧測力計 1 使用彈簧測力計前 要先觀察指針是否指在零刻度處 若指針不在零刻度處 要設(shè)法調(diào)整指針 使之指在零刻度處 2 將兩個彈簧測力計的掛鉤鉤在一起 向相反方向拉 如果兩個示數(shù)相同方可使用 3 讀數(shù)時應正對 平視刻度 要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄 2 規(guī)范實驗操作 1 不要直接以橡皮條端點為結(jié)點 可用一段細繩連兩細繩套 以三繩交點為結(jié)點 應使結(jié)點小些 以便準確地記錄結(jié)點O的位置 2 使用彈簧測力計測力時 讀數(shù)應盡量大些 但不能超出它的測量范圍 3 不要用老化的橡皮條 檢查方法是用一個彈簧測力計拉橡皮條 要反復做幾次 使橡皮條拉到相同的長度看彈簧測力計的讀數(shù)有無變化 4 細繩套應適當長一些 便于確定力的方向 不要直接沿細繩套的方向畫直線 應在細繩套末端用鉛筆畫一個點 去掉細繩套后 再將所標點與O點連接 即可確定力的方向 5 用兩只彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時 夾角不宜太大也不宜太小 在60 100 之間為宜 6 在同一次實驗中 將橡皮條拉長時結(jié)點的位置一定要相同 7 在用力拉彈簧測力計時 拉力應沿彈簧測力計的軸線方向 彈簧測力計中彈簧軸線 橡皮條 細繩套應該位于與紙面平行的同一平面內(nèi) 要防止彈簧測力計卡殼 防止彈簧測力計或橡皮條與紙面有摩擦 8 在同一實驗中 畫力的圖示選定的標度要相同 并且要恰當選定標度 使力的圖示稍大一些 七 誤差分析1 讀數(shù)時存在偶然誤差 2 作圖誤差 1 結(jié)點O的位置和兩個彈簧測力計的方向畫得不準確 造成作圖誤差 2 兩個分力的起始夾角 太大 如大于120 在重復實驗時 為保證結(jié)點O位置不變 即保證合力不變 使得 變化范圍不大 因而彈簧測力計示數(shù)變化不顯著 讀數(shù)誤差較大 導致作圖產(chǎn)生較大誤差 3 作圖比例不恰當 不準確等造成誤差 八 它案設(shè)計本實驗用一個彈簧測力計也可以完成 具體操作如下 1 把兩條細繩套中的一條細繩套與彈簧測力計連接 另一條細繩套用手直接抓住 然后同時拉這兩條細繩套 使結(jié)點至O點 記下兩條細繩套的方向和彈簧測力計的示數(shù)F1 2 放回橡皮條后 將彈簧測力計連接到另一細繩套上 用手再同時拉這兩條細繩套 使結(jié)點至O點 并使兩條細繩套位于記錄下來的方向上 讀出彈簧測力計的示數(shù)F2 其他步驟與提供兩只彈簧測力計相同 例1 在做 驗證力的平行四邊形定則 的實驗時 橡皮筋的一端固定在木板上 先用兩個彈簧測力計把橡皮筋的另一端拉到某一確定的O點 再用一個彈簧測力計把橡皮筋的另一端拉到O點 以下操作中錯誤的是 A 同一次實驗過程中 O點位置允許變動B 實驗中 彈簧測力計必須保持與木板平行 讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計刻度 C 橡皮筋應與兩繩夾角的平分線在同一直線上D 實驗中 把橡皮筋的另一端拉到O點時 兩個彈簧測力計之間夾角應取90 以方便算出合力大小 解析 同一實驗過程中 為確保用兩個彈簧測力計拉橡皮筋和用一個彈簧測力計拉橡皮筋的效果相同 兩次的O點位置應相同 A錯誤 平行四邊形定則是兩力合成時普遍遵守的規(guī)律 實驗中 不應針對特殊情況研究 C D錯誤 答案 ACD 例2 將橡皮筋的一端固定在A點 另一端拴上兩根細繩 每根細繩分別連著一個量程為5N 最小刻度為0 1N的彈簧測力計 沿著不同的方向拉彈簧測力計 當橡皮筋的活動端拉到O點時 兩根細繩相互垂直 如圖實 2甲所示 這時彈簧測力計的示數(shù)可從圖中讀出 圖實 2 1 由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為 N和 N 2 在如圖實 2乙所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力 解析 1 彈簧測力計的最小刻度為0 1N 讀數(shù)時應估讀一位 所以讀數(shù)分別為2 50N和4 00N 2 取一個小方格的邊長表示0 50N 作出兩個力及它們的合力 如圖所示 答案 1 2 504 00 2 見解析圖 例3 在 驗證力的平行四邊形定則 的實驗中 1 部分實驗步驟如下 請完成有關(guān)內(nèi)容 A 將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上 另一端綁上兩根細線 B 在其中一根細線上掛上5個質(zhì)量相等的鉤碼 使橡皮筋拉伸 如圖實 3甲所示 記錄 圖實 3 解析 1 根據(jù)驗證力的平行四邊形定則實驗步驟可知 B中應記錄的是 結(jié)點O的位置 鉤碼個數(shù) 或細線拉力大小 拉力方向 或細線方向 C中調(diào)整B C位置的目的是使橡皮筋與細線的結(jié)點O與步驟B中記錄的結(jié)點位置重合 需要記錄的是細線方向和鉤碼個數(shù) 或細線拉力大小 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全