2.6《实验：验证力的平行四边形定则》省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

【试验目标】

验证互成角度两个力合成时平行四边形定则.【试验原理】

一个力F′作用效果和两个力F1、F2作用效果都是让同一条一端固定橡皮条伸长到同一点,所以力

F′就是这两个力F1和F2协力,作出力F′图示.

再依据平行四边形定则作出力F1和F2协力F图示,比较F和F′大小和方向是否相同,若相同,则说明互成角度两个力合成时遵照平行四边形定则.试验三验证力平行四边形定则关键点归纳1/31【试验器材】

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.【试验步骤】1.用图钉把白纸钉在水平桌面上方木板上.并用图钉把橡皮条一端固定在A点,橡皮条另一端拴上两个细绳套.2.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉像皮条,使橡皮条伸长到某一位置O,如图1所表示,

统计两弹簧测力计读数,用铅笔描下O点位置及此时两细绳套方向.2/31图13.只用一只弹簧测力计经过细绳套把橡皮条结点拉到一样位置O,记下弹簧测力计读数和细绳套方向.4.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线,按选定标度作出这两只弹簧测力计读数F1和

F2图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边形对角线，此对角线即为合力F图示.3/315.用刻度尺从O点按一样标度沿统计方向作出只用一只弹簧测力计拉力F′图示.6.比较一下,力F′与用平行四边形定则求出协力F

大小和方向是否相同.

白纸钉在木板处,两秤同拉有角度,读数画线选标度,再用一秤拉同处,作出力矢量图.锦囊妙诀4/31交流与思索每次试验都必须确保结点位置保持不变,这表达了怎样物理思想方法？若两次橡皮条伸长长度相同,能否验证平行四边形定则？每次试验确保结点位置保持不变,是为了使合力作用效果与两个分力共同作用效果相同，这是物理学中等效替换思想方法.因为力不但有大小,还有方向，若两次橡皮条伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不一样,不满足协力与分力关系,不能验证平行四边形定则.提醒5/31【误差分析】

1.用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内,这么两个测力计水平分力实际协力比由作图法得到协力小.2.结点O位置和两个测力计方向画得不准,造成作图误差.3.两个分力起始夹角α太大,如大于120°,再重做两次试验，为确保结点O位置不变（即确保协力不变),则α改变范围不大，因而测力计示数改变不显著,读数误差大.4.作图百分比不恰当造成作图误差.6/31交流与思索

试验时由作图法得到协力F和单个测力计测量实际协力F′忘记标注而造成错乱,你怎样加以区分?

由弹簧测力计测量协力时必须使橡皮筋伸直,所以与AO共线协力表示由单个测力计测量得到实际协力F′，不共线协力表示由作图法得到合力F.提醒7/31【注意事项】1.不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳连两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点小些,方便准确地统计结点O位置.2.使用弹簧秤前，应先调整零刻度，使用时不超量程,拉弹簧秤时,应使弹簧秤与木板平行.3.在同一次试验中,橡皮条伸长时结点位置要相同.4.被测力方向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.8/31

5.读数时应正对、平视刻度.6.两拉力F1和F2夹角不宜过小,作力图示,标度要一致.

怎样设计试验探究两力协力随角度变化规律？怎样观察协力改变规律？保持两力大小不变,改变两力之间夹角,使两力协力发生改变,能够经过观察结点位置变化,判断协力大小改变情况,结点离固定点越远,说明两力协力越大.交流与思索提醒9/31【例1】

在做“互成角度两个力合成”试验时,橡皮条一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条另一端拉到某一确定O点,以下操作中错误是

()A.同一次试验过程中,O点位置允许变动

B.试验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度

C.试验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调整另一弹簧秤拉力大小和方向,

把橡皮条另一端拉到O点

D.试验中,把橡皮条另一端拉到O点时,两弹簧秤之间夹角应取90°,方便于算出协力大小典例剖析10/31思绪点拨

(1)该试验中怎样使协力与分力产生效果相同?(2)试验操作中要注意哪些问题?解析

从橡皮条固定点到O点连线方向,是协力作用线方向,假如O点变动,那么协力大小、方向都要改变，就不能验证力平行四边形定则,故A选项错.C选项中,因一个弹簧秤已拉到最大量程,再经过另一个弹簧秤拉橡皮条到O点时,另一个弹簧秤可能超出最大量程,造成损坏,或读数不准,故C选项错.互成角度两个力合成,是利用平行四边形定则合成,两个分力成任意角度都适用,无须成90°角,故D选项错.答案

ACD

11/31【例2】将橡皮筋一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度

为0.1N弹簧测力计.沿着两个不一样方向拉弹簧测力计.当橡皮筋活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图2所表示.这时弹簧测力计读数可从图中读出.

图212/31(1)由图可读得两个相互垂直拉力大小分别为___N和______N.(2)在图3所表示方格纸上按作图法要求画出这两个力及它们协力.

图3(3)图4(A)(B)两图是两位同学得到试验结果,其中哪一个图符合实际?若协力测量值F′是准确，则F与F′有误差原因可能是哪些?13/31图4

(1)读数时要符合有效数字要求.(2)合理选取标度,作出两分力,再应用平行四边形定则作出协力.(3)F′是用一个测力计拉橡皮条所得到,应在什么方向上?解析

(1)弹簧测力计最小刻度为0.1N,读数时应估读一位,所以读数分别为2.50N和4.00N.思绪点拨14/31(2)取一个小方格边长表示0.50N,作出两个力及它们协力.(3)F′是用一个测力计拉橡皮条所得到,其方向一定在橡皮条所在直线上,所以B图符合实际,误差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)看法析图(3)B图误差原因看法析15/31

【例3】请不用弹簧秤,只用三条相同橡皮条、四个图钉、一把直尺和一支铅笔、三张白纸、平木板来验证平行四边形法则.

解析仅用橡皮条也可验证平行四边形定则,其步骤、方法以下:(1)将三条橡皮条一端都拴在一个图钉O上,将这三条橡皮条另一端分别再拴一个图钉A、B、C,注意此时四个图钉均未固定在板上,如右图所表示.创新试验16/31(2)用直尺测出橡皮条自由长度L0,注意从图钉脚之间测起.(3)将拴有橡皮条图钉A、B适当张开钉在木板上，拉第三根橡皮条C,即使三条橡皮条互成角度拉伸,待节点处图钉O静止时,钉下C图钉,并统计图钉O位置(注意此时O图钉不能钉)统计图钉A、B、C位置.(此时图钉有孔,不需铅笔)(4)测出这三条橡皮长度L1、L2、L3,分别算出它们伸长量X1=L1-L0,X2=L2-L0,X3=L3-L0.17/31(5)将X1、X2、X3按一定百分比图示出来,以X1、X2为邻边作平行四边形,求出其对角线OC′.比较OC′与OC长度(即X3长度),假如相等,且在一条直线上,则到达目标.若OC′与OC有一微小夹角θ,则有误差(如上图所表示).本试验是依据图钉O受到三个平面共点力而静止.任意两个力协力与第三个力大小相等方向相反原理.答案

看法析18/31

1.在“验证力平行四边形定则”试验中,某同学试验情况如图5甲所表示，其中A为固定橡皮条图钉,O为橡皮条与细绳结点,OB和OC为细绳.(1)图乙是在白纸上依据试验结果画出力图示,

以下说法中正确是()素能提升19/31A.图乙中F是力F1和F2协力理论值,F′是力F1和

F2协力实际测量值B.图乙F′是力F1和F2协力理论值,F是力F1和

F2协力实际测量值C.在试验中,假如将细绳也换成橡皮条,那么对试验结果没有影响D.在试验中,假如将细绳也换成橡皮条,那么对试验结果有影响

图520/31(2)本试验采取科学方法是______(填字母代号)A.理想试验法B.等效替换法C.控制变量法D.建立物理模型法解析

(1)从图乙中能够看出,F′是依据平行四边形定则作出理论值,F为协力实际测量值;本试验用两个弹簧秤拉像皮条和一个弹簧秤拉橡皮条效果相同,都使结点O抵达同一位置,至于OB、OC是细绳还是橡皮条则没相关系,故B、C正确.(2)本试验采取科学方法是等效替换法,B项正确.

答案

(1)BC(2)B21/312.在“验证力平行四边形定则”中,采取以下哪些方法和步骤可减小试验误差()A.两个分力F1、F2间夹角要适当大些

B.两个分力F1、F2大小要适当大些

C.拉橡皮条细绳要稍长一些

D.试验前先把两个弹簧秤钩子相互钩住,平放在桌子上,向相反方向拉动,检验读数是否相同ABCD22/313.某同学在做“验证力平行四边形定则”试验中,主要试验步骤以下:A.在桌面上放一块木板,在木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在木板上

B.用图钉把橡皮条一端固定在木板上A点，在橡皮条另一端拴上两条细绳,细绳另一端打成绳套

C.用两个弹簧秤分别勾住绳套,平行于木板且互成角度地拉橡皮条,把橡皮条结点拉到某一位置O,记录下O点位置和两条细绳方向，读出两个弹簧秤示数23/31D.按选好百分比,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧秤拉力F1和F2图示,并用平行四边形定则求出协力FE.只用一个弹簧秤,经过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧秤示数,记下细绳方向，按同一百分比作出这个力F′图示F.比较力F′和F大小和方向,看它们是否相同,得出结论24/31上述步骤中:(1)有主要遗漏步骤序号是____________;(2)遗漏内容是_________________________.解析本试验基本思想是“等效替换”,用一个弹簧秤拉橡皮条和两个弹簧秤拉效果相同,所以要把橡皮条结点拉到同一位置O点.答案

(1)E(2)E中未说明是否把橡皮条结点拉到了O点25/314.在做“验证力平行四边形定则”试验中，在水平放置木板上垫一张白纸,把橡皮条一端固定在A点上,另一端连接两根细线,然后经过细线用两个互成角度弹簧秤来拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一点O,此时需统计下：

(1)________________________________________,(2)________________________________________,(3)________________________________________.

然后改用一个弹簧秤把橡皮条拉到O点后再统计下：

(4)________________________________________,(5)________________________________________.26/31(6)如图6所表示,是该同学完成验证力平行四边形定则试验操作后得到数据图,请选好百分比在方框中作图完成该同学未完成试验数据处理.

图627/31解析作图象时以O点为起点作F1、F2、F′图示,且要按同