实验03 验证力的平行四边形定则（课件）-2020高考物理【师说】高中全程复习方略

1.doc 教材回扣·夯实基础 ●注意事项 1．位置不变 同一次实验中橡皮条拉长后的结点O必须保持不变． 2．拉力 (1)细绳应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳方向画直线，应在细绳两端画两个射影点，去掉细绳后，连直线确定力的方向． (2)应尽量使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内． (3)弹簧测力计数据尽量大些，读数时眼睛要正视，要按有效数字正确读数和记录． 3．作图 (1)在同一次实验中，选定的比例要相同． (2)两分力夹角不能太大或太小，作图时两力与对边一定要平行． ●误差分析 产生原因 减小方法 偶然误差 读数误差 弹簧测力计数据在允许的条件下尽量大些，读数时眼睛要正视 作图误差 两分力夹角不能太大或太小，作图时两力的对边一定要平行 系统误差 弹簧测力计本身的误差 选较精确的弹簧测力计 透析考点·多维突破 考点一　教材原始实验 实验原理与操作 例 eq \a\vs4\al\co1(,1) 某同学做“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，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图． (1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________． (2)本实验采用的科学方法是________． A．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 F′ B (3)实验时，主要的步骤是： 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F1和F2； D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F； E．只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数F′，记下细绳的方向，按同一标度作出F′的图示； F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论． 上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是________和________； ②遗漏的内容分别是___________________________________和___________________________________________________． C E C中应加上“记下两条细绳的方向” E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O” 解析：(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而根据平行四边形定则作出的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′. (2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，B正确． (3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E. ②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O. 数据处理及分析 例 eq \a\vs4\al\co1(,2) [2017·全国卷Ⅲ，22]某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长． (1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________N. 4.0 (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点．此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N. ①用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合； 图见解析 ②F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________． 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则． 4.0 0.05 解析：(1)由题图可知，F的大小为4.0 N. (2)①根据题意画出F1、F2的图示，如图所示，F1用长为21 mm的线段表示，F2用长为28 mm的线段表示． ②根据图示，测得合力F合的长度为20 mm，则F合的大小为4.0 N，利用作图法可得，F合与F夹角的正切值为0.05. 考点二　实验