专题二 实验三：验证力的平行四边形定则—2021届高三物理一轮高考总复习课件(共22张PPT)

实验三：验证力的平行四边形定则 一、实验原理与实验操作 二、注意事项 1.位置不变：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.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，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～100°之间为 宜. 3.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. 三、误差分析 1.误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、 作图误差等. 2.减小误差的办法 (1)实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度， 要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录. (2)作图时用刻度尺借助于三角板，使表示两力的对边一定 要平行. 【基础自测】 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 A 点，另一端系上两根细绳，细绳的另 一端都有绳套.实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互 成角度地拉橡皮条至某一确定的 O 点，如图 S3-1 所示. 图 S3-1 (1)某同学认为在此过程中必须注意以下几点： A.两弹簧测力计的拉力必须等大 B.同一次实验过程中，O 点的位置不允许变动 C.为了减小误差，两弹簧测力计的读数必须接近量程 其中正确的是________.(填选项前的字母) (2)上述实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果，是 指下列说法中的________. A.弹簧测力计的弹簧被拉长 B.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变 C.绳套受拉力产生形变 D.使橡皮条在同一方向上伸长同一长度 解析：(1)两弹簧测力计的弹力大小要适中，但不一定大小 相同，也不一定必须接近弹簧测力计的量程，故 A、C 错误； 只有将绳套与橡皮条的结点每次都拉至 O 点，橡皮条才沿同一 方向产生相同的形变，弹簧测力计的拉力才产生相同的效果， 故 B 正确. (2)该实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果，是指 合力与两个分力分别拉橡皮条时，使橡皮条在同一方向上伸长 同一长度，故 D 正确. 答案：(1)B (2)D 考点 1 对实验原理及实验操作的考查 【典题 1】(2018 年天津卷)某研究小组做“验证力的平行 四边形定则”的实验，所有器材有：方木板一块，白纸，量程 为 5 N 的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度 尺，图钉(若干个). (1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议， 其中正确的是________. A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B.重复实验再次进行验证时，结点 O 的位置可以与前一次 不同 C.使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线 应正对测力计刻度 D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只 用一个测力计时的拉力 (2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下 的标注信息有结点位置 O，力的标度、分力和合力的大小及表 示力的作用线的点，如下图所示.其中对于提高实验精度最有利 的是________. A C B D 解析：(1)为了使实验结果更具有普遍性，在实验过程中不 应让橡皮条的拉力方向具有特殊的角度或位置，A 错误；只要 每一次实验时用一个力和用两个力拉的效果相同即可，即 O 点 位置相同，不需要每次实验的 O 点位置都相同，B 正确；使用 测力计时，施力方向应沿测力计轴线，读数时，视线应正对弹 簧测力计的刻度，C 正确；合力可以大于任一个分力，也可以 等于分力，还可以小于任一分力，D 错误.(2)A、D 图中选取的 力的标度过大，导致画力时，线段太短，不利于实验精确度； B 图和 C 图选用的标度相同，但 C 图中力太小，不利于作平行 四边形，B 符合题意. 答案：(1)BC (2)B 方法技巧：实验操作记忆口诀：结点位置 O 确定，两绳夹 角要适中.力秤木板要平行，眼睛读数垂直秤.细绳套应适当长， 铅笔两点定方向.画力标度要适当，不然误差要粗放. 考点 2 对实验过程及数据处理的考查 【典题 2】(2017 年新课标Ⅲ卷)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 S3-2 甲所 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)用一个弹簧测力计将橡皮筋的 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 图乙所示，F 的大小为________N. (