高考物理(广东通用)一轮复习课件：实验三 验证力的平行四边形定则

1、实验三验证力的平行四边形定则实验准备实验目的(1)掌握弹簧测力计的正确使用方法(2)验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则，培养用作图法处理问题的能力实验原理等效法：使一个力 F的作用效果和两个力 F1、F2 的作用效果相同，都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某一固定点，所以力 F就是力 F1 与 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的大小和方向是否都相同实验器材方木板、弹簧测力计两个、白纸、橡皮条一段、细绳套两个、图钉(若干)、三角板、刻度尺、铅笔实验过程实验步骤(1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上(2)用图钉

2、把橡皮条的一端固定在 A 点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套(3)用两个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，记录两个弹簧测力计的读数 F1 和 F2，用铅笔描下 O 点的位置及此时两细绳套的方向图 S3-1(4)只用一个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 F和细绳的方向(5)改变两个力 F1 与 F2 的大小和夹角再重复实验两次实验结论用平行四边形定则作图量出两个分力的合力与用一个测力计直接测出的合力，在误差允许范围内是相等的改变力 F1 和 F2 的大小和方向，重做上述实验，可以得到同样的结论实

3、验分析注意事项(1)使用弹簧测力计时，应使拉力沿弹簧测力计的轴线方向，橡皮条、弹簧测力计和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内(2)使用弹簧测力计时，拉力适当大一些(3)同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置 O 必须保持不变，即保持作用效果相同(4)实验中两细绳套要长一些(5)画力的图示时应该选择适当的标度，尽量使图画得大些(6)同一次实验中标度应该相同，要严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力误差分析(1)用两个弹簧测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计不在同一平面内，这样两个弹簧测力计的水平拉力的实际分力比由作图法得到的合力要小，造成实验误差(2)结点 O 的位置和两个弹

4、簧测力计的方向画得不准确，造成作图误差(3)两个分力的起始夹角太大，如大于 120，再重复做两次实验，为保证结点 O 位置不变(即保证合力不变)，则变化范围不大，因而弹簧测力计示数变化不显著，读数误差较大(4)作图比例不恰当、不准确等造成作图误差(5)弹簧测力计内部因操作不当出现摩擦(6)作力的图示及平行四边形时不够准确【自我检测】1(双选)在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的 O 点，以下说法中错误的是()A同一实验过程中，O 点位置不允许变动B实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度线C实验中

5、，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到 O 点D实验中，把橡皮条另一端拉到 O 点时，两弹簧测力计之间的夹角应取 90，以便于算出合力大小答案：CD考点1实验操作考查重点归纳1正确使用弹簧测力计：(1)使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差)还需用钩码检查是否存在示值误差，若存在，应加以校正(2)实验中的两个弹簧测力计的选取方法是：将两个弹簧测力计调零后互钩，在水平对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换或调校，直至相同为止(3)使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，但不能超出

6、它的测量范围(4)被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩擦(5)读数时应正对、平视刻度2规范实验操作：(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)细绳套应适当长一些，以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画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与 O 点连一直线确定力的方向(3)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 典例剖析例1：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

7、、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子 A、B 上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为 O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图 S3-2 所示(1)为完成实验，下述操作中必需的是_图 S3-2a测量细绳的长度b测量橡皮筋的原长c测量悬挂重物后橡皮筋的长度d记录悬挂重物后结点 O 的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_答案：bcd(2)更换不同的小重物【触类旁通】1图 S3-3 甲为“探究求合力的方法”的实验装置图S3-3(1)下列说法中正确的是_A在测量同一组数据 F1、F2 和合力 F 的过程中，橡皮条结点 O 的位置不

8、能变化B弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下CF1、F2 和合力 F 的大小都不能超过弹簧测力计的量程D为减小测量误差，F1、F2 方向间夹角应为 90(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为_N.答案：(1)AC(2)4.00考点2实验数据处理重点归纳1用铅笔和刻度尺从结点 O 沿两条细绳的方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的读数 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2用刻度尺从 O 点按同样的标度沿记录的 F的方向作出这个弹簧测力计的拉力 F的图示3比较 F和平行四

9、边形定则求出的合力 F 在大小和方向上是否相同 典例剖析例2：将橡皮筋的一端固定在 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，当橡皮筋的活动端拉到 O 点时，两根细绳相互垂直，如图 S3-4 所示这时弹簧测力计的读数可从图中读出图S3-4(1)由图可读得两个相互垂直的拉力大小分别为_N和_N.(2)在如图 S3-5 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图 S3-5(3)图 S3-6 中甲、乙两图是两位同学得到的实验结果，其中_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

10、可能是：_.图S3-6思维点拨：(1)读数时要符合有效数字的要求；(2)合理选取标度，作出两分力，再应用平行四边形定则作出合力解析：(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如图S3-7.图S3-7(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的直线上，所以乙图符合实际误差的原因主要是弹簧测力计读数误差，确定分力方向不够准确等原因答案：(1)2.504.00(2)见解析(3)乙误差原因见解析备考策略：实验数据的处理在实验中占重要的地位，也是高考经常考查的内容，如研究匀变速直线运动中的逐差法、探究弹簧弹力与形变量的关系中的图象法，以及本实验的作图法，都是要掌握的内容【触类旁通】2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测力计来拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一点 O，此时需记录下：(1)_，(2)_，(3)_然后改用一个弹簧测力计把橡皮条拉到 O 点后再记录下：(4)_，(5)_(6)如图 S3-8 所示，是该同学完成验