实验探究力的平行四边形定则

第9课时实验：探究力的平行四边形定则一.考点整理实验过程1.2.3.4.5.实验目的：探究力的合成规律学中的应用.实验原理：互成角度的两个力与一个力产生 的效果，看它们用平行四边形定则求出的合力与这个力是否在实验误差允许的范围内相等.实验器材：木板、白纸、图钉若干、 、细绳、弹簧秤（2一.考点整理实验过程1.2.3.4.5.实验目的：探究力的合成规律学中的应用.实验原理：互成角度的两个力与一个力产生 的效果，看它们用平行四边形定则求出的合力与这个力是否在实验误差允许的范围内相等.实验器材：木板、白纸、图钉若干、 、细绳、弹簧秤（2只）、三角板、等.实验步骤：①用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的 上，个弹簧秤分别钩住两个绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一点0；③用铅笔描下 位置和两个细绳套的 ，并记录弹簧秤的读数匚、.，利用刻度尺和三角板作平行边形，画出对角线所代表的力F；④只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面实验中的相同. ，记下弹簧的读数F和细绳的方向；⑤比较F和F,观察它们在实验误差允许的范围内是否 .误差分析：实验误差除弹簧测力计本身的误差外，还主要来源于平行四边形定则；理解等效替代思想方法在物理如图所示；②用两误差和•考纲预览•内容要求说明9.力的平行四边形定则（实验、探究）II■预习内容■:教科版必修1P59-P62《步步高》P28-P31误差两个方面.①减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量一些.读数时眼睛一定要 ，要按有效数字正确读数和记录.②减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定要平行，两个分力匚、.间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差AF就越大，所以实验中不要把F；.间的夹角取得太 .6.注意事项：①位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时 的位置一定要6.相同•②角度合适：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 ，也不宜太大，以60°〜120°之间为宜.③尽量减少误差：在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向•④统一标度：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.二•考点分类探讨典型问题二•考点分类探讨典型问题〖考点1〗对实验原理及实验过程的考査【例1】在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条.⑴某同学认为在此过程中必须注意以下几项：两根细绳必须等长橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上

在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置其中正确的是 （填入相应的字母）0VF⑵“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，0为橡皮条与细绳的结点，0B和0C为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图.图乙中的F与F'两力中，方向一定沿A0方向的是 ；本实验采用的科学方法是 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⑶某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F和F,12中小正方形的边长表示2N,两力的合力用F表示，F「与F的夹角分别为J和02，关于片、.与F、J和0系正确的有 A.F=4NA.F=4N1B.F=12NC.0=45°1D.【变式跟踪1】将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着个量程为5N、最小刻度为0.1N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0点时，两根细绳相互垂直,数可从图中读出.如图所示•这时弹簧测力计的读当橡皮筋的活动端拉到0点时，两根细绳相互垂直,数可从图中读出.如图所示•这时弹簧测力计的读⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N和 N；⑵在如图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.〖考点2〗对实验过程的考查【例1⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N和 N；⑵在如图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.〖考点2〗对实验过程的考查【例1】某同学用如图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0点，手持另一端向左拉，使结点0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0点的位置和拉线的方向.⑴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；⑵下列不必要的实验要求是 （请填写选项前对应的字母）应测量重物M所受的重力弹簧测力计应在使用前校零拉线方向应与木板平面平行改变拉力，进行多次实验，每次都要使0点静止在同一位置⑶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，请您提出两个解决办法.【变式跟踪2】有同学利用如图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纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点0,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力F、F和F,回答下列问题：TOC\o"1-5"\h\z1 2 3(1)改变钩码个数，实验能完成的是 钩码的个数N=N=2,N=412 3钩码的个数N=N=3,N=413 2钩码的个数N=N=N=4 D.钩码的个数N=3,N=4,N=51 2 3 1 2 3⑵在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 标记结点0的位置，并记录0A、OB、0C三段绳子的方向量出0A、OB、0C三段绳子的长度用量角器量出三段绳子之间的夹角用天平测出钩码的质量⑶在作图时，你认为图中 是正确的(填课堂演练自我提升"甲”或“乙”).课堂演练自我提升评价班级 姓名 1.用等效代替法验证力的平行四边形定则的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，0为橡皮筋与细绳的结点，0B和0C为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图.评价⑴本「实验中“等效代替”的含义是 橡皮筋可以用细绳替代左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代⑵图乙中的F与F两力中，方向一定沿着A0方向的是 ，图中 是F］、.合力的理论值， 是合力的实验值.⑶完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是 拉橡皮筋的绳细一些且长一些拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些使拉力匚和.的夹角很小

2.在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤.⑴为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表:4332211oo4332211oo弹力3」11~1~1一IL，-■-■'--r■■T-ii-r-1-111~IhT11■-—1—L"'—i—r■i-r-1II-H-j|-1-i--■r-■-1-I--iIIH1iin_j_■id-11-i—,1--i一_i•nii1i■1*--i八01-1-*++---4-)>:&i弹力f/n0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x/10-2m0.741.802.803.724.605.586.42根据表中数据在图中作出F-x图象并求得该弹簧的劲度系数k= N/m；弹赞伸 L ⑵某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数 N；同时利用⑴中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N,请在下列虚线框中画出这两个共点力的合力F合；口⑶由图得到F合= N.3•如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解.A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负.A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动.B固定不动，通过光滑铰链连接长为0.3m的杆，将细绳连接在杆右端O点构成支架.保持杆在水平方向，按如下步骤操作：测量绳子与水平杆的夹角ZAOB=0对两个传感器进行调零用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数取下钩码，移动传感器a改变e角重复上述实验步骤，得到表格.F1/N1.0010.580•••1.002•••F2/