2024年高考物理一轮复习导学案第二章第六节验证平行四边形定则

2024届一轮复习物理教学案 第二章 相互作用——力 第二章 相互作用——力 第6讲　实验验证力的平行四边形定则 预习学案 【学习目标】 1．掌握实验原理、器材、步骤及注意事项。 2．理解教材基本实验的数据处理方法，并会进行误差分析。 【知识回顾】 1．实验目的 (1)验证互成角度的两个共点力合成时遵循的平行四边形定则。 (2)学会用作图法处理实验数据和得出实验结论。 2．实验原理 等效思想：使一个力F′的作用效果和两个力F1和F2的作用效果相同，都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，所以F′为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、F′在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同。 3．实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉、铅笔。 4．实验步骤 (1)仪器安装 ①如实验原理图所示，用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。 ②用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。 (2)测量与记录 ①用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O，记录两弹簧测力计的读数F1、F2，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。 ②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的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳套的方向。 ③改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验。 二、规律方法总结 1．数据处理 (1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示。 (2)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤中只用一个弹簧测力计的拉力F′的图示。 (3)比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则。 2．误差分析 (1)读数误差 减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在条件允许的情况下，尽量大一些．读数时眼睛一定要平视，要按有效数字的读数规则正确地读数和记录。 (2)作图误差 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F1、F2间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大。 3．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)尽量减小误差 ①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。 ②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。 【预习自测】 1．在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中 （1）在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，则下列说法中正确的是___________。 A．同一次实验中，O点位置不允许变动 B．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置 C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点，两只弹簧测力计之间的夹角必须取90° D．实验中，要始终将其中一只弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一只弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点 （2）本实验所用的两把弹簧测力计相同，弹簧和秤钩质量不计，外壳质量不能忽略。将测力计水平放置，调好后水平互钩对拉，两弹簧测力计示数总是相等；竖直互钩对拉时，上弹簧测力计的示数为F上，下弹簧测力计的示数为F下，则这两个示数的大小关系正确的是___________。 A．             B．             C． （3）某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2N，两合力用F表示，F1与F的夹角为θ1，F2与F的夹角为θ2，下面选项中正确的有___________。 A．F1=4N      B．F=12N    C．θ1=45°    D．θ1<θ2 2．某同学做“验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则”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和OC为细绳。 （1）某同学在做该实验时提出如下一些观点，其中不恰当的是______（填正确答案标号）。 A．拉橡皮条的绳细一些且适当长一些，实验效果较好 B．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与