【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第1章 第6课时 实验二 验证力的平行四边形定则

1、第第6 6课时课时 实验二实验二 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则如果使如果使F1、F2两力的共同作用效果与另一个力两力的共同作用效果与另一个力F的作用效果相同的作用效果相同(橡皮条在某一橡皮条在某一方向伸长一定的长度方向伸长一定的长度)，那么根据，那么根据F1、F2用平行四边形定则求出的合力用平行四边形定则求出的合力F，应与，应与F在实验误差允许范围内大小相等、方向相同在实验误差允许范围内大小相等、方向相同方木板一块、白纸、弹簧测力计方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只两只)、橡皮条、细绳套、橡皮条

2、、细绳套(两个两个)、三角板、三角板、刻度尺、图钉刻度尺、图钉(几个几个)、细芯铅笔、细芯铅笔 一、仪器的安装一、仪器的安装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定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套二、测量与记录二、测量与记录2 用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮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条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图如图161所示，记所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下

3、O点的位置及此时点的位置及此时两细绳套的方向两细绳套的方向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样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向三、数据处理及分析三、数据处理及分析4用铅笔和刻度尺从结点用铅笔和刻度尺从结点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读数只弹簧测力计的读数F1和和F2的图示的图示，并以并以F1和和F2为邻边用刻度尺作平行四为邻边用刻度尺作平行四边形边形，过过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力点画

4、平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示的图示5用刻度尺从用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F的的图示图示6比较一下，力比较一下，力F与用平行四边形定则求出的合力与用平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相在大小和方向上是否相 同同7改变两个力改变两个力F1与与F2的大小和夹角，再重复实验两次的大小和夹角，再重复实验两次(1)弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤调零后互钩水平对拉，若两只弹簧在对拉弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤调零后互钩水平对拉，若两只弹簧在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另选，直

5、至相同为止过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另选，直至相同为止(2)弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用(3)使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位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无法校正的要记录下零误差)(4)读数时应正对、平视刻度读数时应正对、平视刻度1在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同2用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也

6、不宜太大，以不宜太大，以60100之间为宜之间为宜3应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条 直线上，避免弹簧与测力计外套、弹簧测力计的限位卡之间有摩擦直线上，避免弹簧与测力计外套、弹簧测力计的限位卡之间有摩擦4细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿细绳套方向画直线，细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿细绳套方向画直线，应在细绳套两端画个射影点，取掉细绳套后，连直线确定力的方向应在细绳套两端画个射影点，取掉细绳套后，连直线确定力的方向5在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要

7、恰当选定标度，使在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些力的图示稍大一些本实验的误差除弹簧测力计本身的误差外，还主要来源于以下两个方面：本实验的误差除弹簧测力计本身的误差外，还主要来源于以下两个方面：1读数误差读数误差减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些读数减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录2作图误差作图误差减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定要平行，两个分力减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定要平行，两

8、个分力F1、F2间的间的夹角越大，用平行四边形作出的合力夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差的误差F就越大，所以实验中不要把就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大间的夹角取得太大. . 【例【例1】 (1)在做在做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验时实验时，橡皮条的一端橡皮条的一端 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 一确定的一确定的O点点，则下列说法中错误的是则下列说法中错误的是()A同一次实验中，同一次实验中，O点位置允许变动点位置允许变动B实验中，只需记录弹簧测力计的读数和实验中，只需

9、记录弹簧测力计的读数和O点的位置点的位置C实验中，把橡皮条的另一端拉到实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90D实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调 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点点(2)如图如图162所示，是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中所示，是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中F是用是用作图法得到的合力，作图法得到的合力，F是通过实验测得

10、的合力，则哪个实验结果是符合实验事实是通过实验测得的合力，则哪个实验结果是符合实验事实的？的？_(填填“甲甲”或或“乙乙”)解析：解析：本题主要考查验证力的平行四边形定则的实验步骤、原理及结果分析本题主要考查验证力的平行四边形定则的实验步骤、原理及结果分析等等 (1)由合力的定义，只有两次都把橡皮条拉到同一个位置由合力的定义，只有两次都把橡皮条拉到同一个位置(O点点)，实验中测，实验中测得的才是合力，得的才是合力，A说法是错误的实验中，除了要记录弹簧测力计的读数、说法是错误的实验中，除了要记录弹簧测力计的读数、O点的位置以外，还要记录两个分力的方向点的位置以外，还要记录两个分力的方向(即绳子拉

11、的方向即绳子拉的方向)，B说法是错误说法是错误的两个弹簧测力计之间的夹角实际上就是两个分力的夹角，这个夹角并非一的两个弹簧测力计之间的夹角实际上就是两个分力的夹角，这个夹角并非一定取定取90，理论上是任意的，理论上是任意的，C说法也是错误的实验中如果始终将其中一个说法也是错误的实验中如果始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，则在调节另一个弹簧测力计时很容易使弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，则在调节另一个弹簧测力计时很容易使得这个弹簧测力计超过其量程，这是不允许的，得这个弹簧测力计超过其量程，这是不允许的，D说法也是错误的说法也是错误的(2)因为因为F是只用一个弹簧测力计拉橡皮条得到

12、的，所以拉力的方向是只用一个弹簧测力计拉橡皮条得到的，所以拉力的方向(实验中测得实验中测得的合力方向的合力方向)一定沿着橡皮条的方向，即一定沿着橡皮条的方向，即F的方向沿着橡皮条的方向实验中用的方向沿着橡皮条的方向实验中用作图法得到的合力作图法得到的合力F由于实验误差，不一定沿着橡皮条的方向，故甲图更符合实由于实验误差，不一定沿着橡皮条的方向，故甲图更符合实验事实验事实答案：答案：(1)ABCD(2)甲甲【例【例2】 某同学做某同学做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验时实验时，主要步骤是主要步骤是：A在桌上放一块方木板在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白在方木

13、板上铺一张白纸，用图钉把白 纸钉在方木板上纸钉在方木板上；B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的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，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，结点到达某一位置结点到达某一位置O.记录下记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；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

14、和和F2的图示，的图示，并用平行四边形定则求出合力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示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；的图示；F比较比较F和和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论的大小和方向，看它们是否相同，得出结论上述步骤中：上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是有重要遗漏的步骤的序号是_和和_；(2)遗漏的内容分别是遗漏的内容分别是_和和_解析：解析：据验证力的平行四边形定则的操作规程可知，有重要遗

15、漏的步骤的序号据验证力的平行四边形定则的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是是C、E.在在C中未记下两条绳的方向中未记下两条绳的方向E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置一位置O.答案：答案：(1)CE(2)在在C中未记下两条绳的方向中未记下两条绳的方向E中未说明是否把橡皮条的结中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置点拉到了同一位置O 【例【例3】 有同学利用如图有同学利用如图163所示的装置来验证力所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮纸，固定两个光滑的滑轮A和和B，将绳子打一

16、将绳子打一个结点个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力力TOA、TOB和和TOC，回答下列问题回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是改变钩码个数，实验能完成的是()A钩码的个数钩码的个数N1N22，N34B钩码的个数钩码的个数N1N33，N24C钩码的个数钩码的个数N1N2N34D钩码的个数钩码的个数N13，N24，N35(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是()A标记结点标记结点O的位置，并记录的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向三段绳子的方向B量出量出OA、OB、OC三段绳子的