第二章 实验三　验证力的平行四边形定则-【创新思维】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版 老教材 老高考）

实验三　验证力的平行四边形定则 授课提示：对应学生用书第46页 [实验目的] [实验器材] 方木板、白纸、图钉(若干)、橡皮条、细绳套(两个)、弹簧测力计(两只)、三角板、刻度尺、铅笔。 [实验步骤] [实验原理] 等效法：使一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果相同，都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点，则F′就是这两个力F1、F2的合力。作出F′的图示，再根据平行四边形定则作力F1、F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否相同，从而验证力的平行四边形定则。 热点一　教材原型实验 授课提示：对应学生用书第47页 　实验原理与操作 本实验的依据是合力与分力的等效性，在操作时要记住“三注意”和“七记录” 1．注意两次结点O的位置必须相同。 2．实验中的两个细绳套不要太短。 3．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜。 4．用两个弹簧测力计拉橡皮条时，记录两弹簧测力计示数、两绳方向和结点O的位置(五记录)。 5．用一个弹簧测力计拉橡皮条时，记录弹簧测力计示数和细绳方向(二记录)。 　在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤如下： a．如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两个绳套，每个绳套上均连着一个弹簧测力计。 b．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小。用笔在两绳的方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两拉力的方向。 c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。 (1)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是________________________。 (2)实验中利用图中标记的O点和b点确定分力方向时，图甲中的b点标记得不妥，其原因是________________________________________________________________________ ________________。 (3)图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中________(选填“F”或“F′”)是F1和F2合力的实际测量值。 [解析]　(1)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是使F1、F2的共同作用效果与F相同。 (2)确定力的方向时，用画点的方法记录，两点确定一条直线，两个点之间的距离适当远一些能减小误差，所以这位同学在实验中确定分力方向时，b点标记得不妥，其原因是O、b两点间间距太小。 (3)数据处理时要注意，用力的平行四边形定则画出来的合力是理论值，图中F′是平行四边形的对角线，故F′是利用力的平行四边形定则求出的F1和F2的合力，实际值是F。 [答案]　(1)使F1、F2的共同作用效果与F相同 (2)O、b两点间间距太小　(3)F 　数据处理与误差分析 　某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：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，同学们提出了关于实验操作的建议，下列说法正确的有________。 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实验器材做了四次实验，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________。 [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；只要同一次实验时用一个力和用两个力拉的效果相同，即O点位置相同即可，重复实验时的O点位置不需要与前一次实验相同，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；合力可以大于任意一个分力，也可以等于任意一个分力，还可以小于任意一个分力，D错误。 (2)A、D实验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中力太小，不利于作平行四边形，B正确。 [答案]　(1)BC　(2)B 热点二　实验拓展与创新 　实验器材的改进 　一名同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则。 (1)如图(a)，在电子秤的下端悬挂一个装满水的水壶，记