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《2020高考物理大一轮复习 实验三 验证力的平行四边形定则学案新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验三 验证力的平行四边形定则一、实验目的1.学会用弹簧测力计和细线测出力的大小与方向.2.运用力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循 . 二、实验原理一个力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 ,所以力F'就是这两个力F1和F2的合力,作出力F'的图示.再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示,比较F和F'的大小和方向是否相同,若相同,则说明互成角度的两个力合成时遵循 . 三、实验器材方木板一块、白纸、弹簧测力计(两
2、只)、 、短绳、细绳套(两个)、 、图钉(几个)、细芯铅笔. 四、实验步骤1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上,并用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴一短绳,短绳的另一端拴上两个细绳套.图S3-12.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O,如图S3-1所示,记录两只弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两个细绳套的 . 3.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的 . 4.用铅
3、笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,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.5.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计时的拉力F'的图示.6.比较一下力F'与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向是否 . 热点一 实验原理与实验操作每次实验保证结点位置保持不变,是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同,这是物理学中等效替代的思想方法.由于力不仅有大小,还
4、有方向,若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同,则说明两次效果不同,不满足合力与分力的关系,不能验证平行四边形定则.图S3-2例1某同学用如图S3-2所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”.弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.(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 N. (2)下列实验要求中不必要的是 (填
5、选项前的字母). 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(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请你提出两个解决办法:① . ② . ■要点总结实验操作注意事项(1)不要直接以橡皮条的端点为结点,可拴一短细绳连接两个细绳套,以三绳交点为结点,且应使结点小些,以便准确地记录结点O的位置.(2)使用弹簧测力计前,应先校零,使用时不能超过量程,拉弹簧测力计时,应使弹簧测力计与木板平行.被测力的方向
6、应与弹簧测力计轴线方向一致,拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦.(3)在同一次实验中,橡皮条伸长时的结点位置要相同.(4)两个拉力F1和F2的夹角不宜过小,作力的图示时,标度要一致.(5)读数时应正对、平视刻度.热点二 数据处理例2某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则,设计了如图S3-3所示的实验装置,固定在竖直木板上的量角器的直边水平,橡皮筋的一端固定于量角器圆心O的正上方A处,另一端系绳套1和绳套2.主要实验步骤如下:图S3-3a.弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋
7、的结点到达O处,记下弹簧测力计的示数F;b.弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O处,此时绳套1沿0°方向,绳套2沿120°方向,记下弹簧测力计的示数F1;c.根据力的平行四边形定则计算出绳套1的拉力F'1= ① ; d.比较 ② ,若在误差允许范围内相同,则可初步验证; e.只改变绳套2的方向,重复上述实验步骤.回答下列问题:(1)完成实验步骤:① ;② . (2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向,同时绳套2由120°方向缓慢转动到180°方向,此
8、过程中保持橡皮筋的结点在O处不动,保持绳套1和绳套2的夹角为120°不变.关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是 (填选项前的字母). A.逐渐增大B.先增大后减小C.逐渐减小D.先减小后增大变式题某同学在做“探究求合力的方法”实验时,把橡皮条的一端用图钉固定于P点,同时用两个弹簧测力计将橡皮条的另一端拉到位置O,这时两弹簧测力计的示数分别为FA=4.
