2019版高考物理总复习 第二章 相互作用 实验三 验证力的平行四边形定则学案

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1、实验三 验证力的平行四边形定则误差分析(1)误差来源除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差等。(2)减小误差的方法(1)结点O①定位O点时要力求准确。②同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持不变。(2)拉力①用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向。②应尽量使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内。③两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小。(3)作图①在同一次实验中,选定的标度要相同。②严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形,求出合力。注意事项操作不忘“三”“二”“一”用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹

2、簧测力计示数、两细绳方向和结点O的位置),用一个弹簧测力计拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧测力计示数和细绳方向)及“一注意”(结点O的位置必须在同一位置)等。热点一 教材原型实验【例1】 某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图1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。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图1(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________。(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(3)实验时,主要的步骤

3、是:A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,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

4、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;而两根弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力,根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力,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

5、的作用效果与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效替代,故选项B正确。(3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知,有重要遗漏的步骤的序号是C、E。②在C中未记下两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O。答案 (1)F′ (2)B (3)①C E ②C中应加上“记下两条细绳的方向” E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”【变式训练1】 完成以下“验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤:图2(1)如图2甲,用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,记下结点O的位置、两弹簧测力计的读数F1、F2以及

6、两细绳套的方向。(2)如图乙,用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到________,记下细绳套的方向(如图丙中的c),读得弹簧测力计的示数F=________。(3)如图丙,按选定的标度作出了F1、F2的图示,请在图丙中:①按同样的标度作出力F的图示;②按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′。(4)若F′与F_______________________,则平行四边形定则得到验证。解析 (2)如题图乙,用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O,记下细绳套的方向,由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数F=4.0N。(3)①作出力F的图示

7、如图所示。②根据力的平行四边形定则,作出F1、F2的合力F′,如图所示。(4)若有F′与F在误差范围内大小相等,方向相同,则平行四边形定则得到验证。答案 (2)同一位置O 4.0N (3)见解析 (4)在误差范围内大小相等,方向相同热点二 实验拓展创新实验拓展创新的两种方法以本实验为背景,以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件,或通过改变实验条件、实验仪器设置题目。1.对实验原理的理解、实验方法的迁移2.实验器材的改进(1)橡皮筋弹簧测力计(2)钩码弹簧测力计【例2】 (2018·昆明市教学质量检测)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

8、置如图3甲所示,在竖直放

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