【全程复习方略】2013-2014学年高中物理（人教版）必修一多媒体教学课件：36 实验：验证力的平行四边形定则（课件+视频素材，2份）

实验：验证力的平行四边形定则 我们已经学习了许多物理量其中体积、质量、时间、长度的运算所遵循的是代数的加减法则，为什么力的合成要遵循平行四边形定则呢?这种运算法则是否正确呢? 有同学提出以下猜想： 1.合力的大小只在分力夹角为锐角时遵循平行四边形法则。 2.夹角为直角时，用勾股定理计算，不遵循平行四边形法则。 同学们，你是怎样认为的呢？说说你的猜想。 1.掌握弹簧测力计的正确使用方法。 2.根据实验的要求，会对给定的实验步骤排序、纠错。 3.验证力的平行四边形定则，培养用作图法处理问题的能力。(重点) 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则 【实验目的】 一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以力F′就是这两个力F1和F2的合力,作出力F′的图示.再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示,比较F和F′的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循平行四边形定则. 【实验原理】 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. 【实验器材】 (1)在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。 【实验步骤】 (2)用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端栓上两条细绳套。 注意：请设计好伸长结点的位置，以便作图。 E A 3808.unknown (3)用两个弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。 (4)用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出两个弹簧测力计的示数。 示数 示数 F2 E A F1 O (5)用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按着一定的标度作出两个力F1和F2的图示。用平行四边形定则求出合力。 F1 F2 F o (6)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样位置O。读出示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示。 F/ O E F/ F1 F F2 (7)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，看它们是否相等。 F1 F F/ o F/是理论值， F是实验值 F2 在误差允许范围内，理论值和实验值大小相等方向相同。验证了平行四边形定则的正确性。 实验过程展示 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,这样两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小. 2.结点O的位置和两个测力计的方向画得不准,造成作图的误差. 【误差分析】 3.两个分力的起始夹角α太大,如大于120°,再重做两次实验，为保证结点O位置不变(即保证合力不变),则α变化范围不大，因而测力计示数变化不显著,读数误差大. 4.作图比例不恰当造成作图误差. 1．正确使用弹簧测力计 (1)实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换或调校，直至相同为止． (2)使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，但不能超出它的测量范围． 【注意事项】 (3)使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差)．还需用钩码检查是否存在示值误差，若存在，应加以校正． (4)被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩擦． (5)读数时应正对、平视刻度． 2．规范实验操作 (1)不要直接以橡皮条端点为结点，可用一段细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置． (2)在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同． (3)不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化． (4)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，取掉细绳套后，再将所标点与O点连一直线确定力的方向． (5)在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些． (6)两拉力F1和F2夹角不宜过小。 1.实验时由作图法得到的合力F和单个弹簧测力计测量的实际合力F′忘记标注而造成错乱,你如何加以区分? 提示:由弹簧测力计测量合力时必须使橡皮筋伸直,所以与AO共线的合力表示由单个测力计测量得到的实际合力F′，不共线的合力表示由作图法得到的合力F. 【交流与思考】 2.如何设计实验探究两力合力随角度的变化规律？如何观察合力的变化规律？ 提示：保持两力的大小不变,改变两力之间的夹角,使两力的合力发生变化,可以通过观察结点的位置变化,判断合力大小的变化情况,结点离固定点越远,说明两