高中物理验证力,平行四边形定则教案设计

本文格式为Word版，下载可任意编辑——高中物理验证力,平行四边形定则教案设计

一、测验目的

验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定那么．

二、测验原理

假设使F1、F2的共同作用效果与另一个力F′的作用效果一致(橡皮条在某一方向伸长确定的长度)，那么根据F1、F2用平行四边形定那么求出的合力F，应与F′在测验误差允许范围内大小相等、方向一致．

测验器材

方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔．

三、测验步骤

（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定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．

（二）、操作与记录

2.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如下图，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向．

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样的位置O，记录弹簧测力计的读数和细绳套的方向．

(三)、作图及分析

4．变更两个力F1与F2的大小和夹角，再重复测验两次．

5．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只弹簧测力计的读数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．

6．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F′的图示．

7．对比一下，力F′与用平行四边形定那么求出的合力F在误差范围内大小和方向上是否一致．

四、留神事项

1．位置不变：在同一次测验中，使橡皮条拉长时结点的位置确定要一致．

2．角度适合：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，也不宜太大，以60°～100°之间为宜．

3．尽量裁减误差

(1)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内的前提下，测量数据应尽量大一些．

(2)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投影点，去掉细绳套后，连直线确定力的方向．

4．统一标度：在同一次测验中，画力的图示选定的标度要一致，并且要恰选中定标度，使力的图示稍大一些．

五、误差分析

本测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

减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允许的处境下，尽量大一些．读数时眼睛确定要正视，要按有效数字正确读数和记录．

2．作图误差

减小作图误差的方法：作图时两力的对边确定要平行，两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大，所以测验中不要把F1、F2间的夹角取得太大。

例1、对测验原理误差分析及读数才能的测验：(1)某测验小组在探究合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．测验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．测验对两次拉伸橡皮条的要求中，以下哪些说法是正确的_BD_______．(填字母)

A．将橡皮条拉伸一致长度即可

B．将橡皮条沿一致方向拉到一致长度

C．将弹簧秤都拉伸到一致刻度

D．将橡皮条和细绳的结点拉到一致位置

(2)同学们在操作过程中有如下探讨，其中对减小测验误差有益的说法是__AD______．(填字母)

A．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行

B．两细绳之间的夹角越大越好

C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大

D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

(3)弹簧测力计的指针如下图，由图可知拉力的大小为__4.00____N.

例2对测验操作过程的考察：某同学在家中尝试验证平行四边形定那么，他找到三条一致的橡皮筋(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、钉子，设计了如下测验：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，如下图

(1)为完成该测验，下述操作中必需的是___bcd_____．

a．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，变更条件再次验证，可采用的方法是________变更重物质量______．

例3:有同学利用如图2－3－4所示的装置来验证力的平行四边形定那么：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达成平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回复以下问题：

(1)变更钩码个数，测验能完成的是(BCD)

A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4

B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4

C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4

D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5

(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是(A)

A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向

B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度

C．用量角器量出三段绳子之间的夹角

D．用天平测出钩码的质量

(3)在作图时，你认为图中____甲____是正确的．(填“甲”或“乙”)

当堂反应：

1、“验证力的平行四边形定那么”的测验处境如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据测验结果画出的图．

(1)假设没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向确定沿AO方向的是___F′_____．

(2)本测验采用的科学方法是__B______．

A．梦想测验法B．等效替代法C．操纵变量法D．建立物理模型法

2、某同学做“验证力的平行四边形定那么”测验时，主要步骤是：

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，并用平行四边形定那么求出合力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，记录细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；

F．对比F′和