第四講實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平形四邊形定則第一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五走進(jìn)高考第一關(guān)考點(diǎn)關(guān)考點(diǎn)精析一?實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)的平行四邊形定則.二?實(shí)驗(yàn)原理一個(gè)力F′的作用效果和兩個(gè)力F1?F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點(diǎn),所以力F′就是這兩個(gè)力F1和F2的合力,作出力F′的圖示.再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示,比較F和F′的大小和方向是否相同,若相同,則說明互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)遵循平行四邊形定則.第二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五三?實(shí)驗(yàn)器材方木板,白紙,彈簧測力計(jì)(兩只),橡皮條,細(xì)繩套(兩個(gè)),三角板,刻度尺,圖釘(幾個(gè)).第三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五四?實(shí)驗(yàn)步驟1.在水平桌面上平放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙固定在方木板上.2.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn),在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩,細(xì)繩的另一端系上細(xì)繩套.3.用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置O,如圖所示.第四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五4.用鉛筆描下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向,讀出并記錄兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù).5.用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點(diǎn)沿兩條細(xì)繩的方向畫直線,按一定的標(biāo)度作出兩個(gè)力F1和F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形,過O點(diǎn)的平行四邊形的對(duì)角線即為合力F.6.只用一個(gè)彈簧測力計(jì),通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O,讀出并記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù),記下細(xì)繩的方向,按同一標(biāo)度用刻度尺從O點(diǎn)作出這個(gè)力F′的圖示.第五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五7.比較F′與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向,看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等.8.改變F1和F2的大小和方向,再做兩次實(shí)驗(yàn).第六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五考題精練1.下面列出的措施中,哪些是有利于改進(jìn)本節(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的()A.橡皮條彈性要好,拉到O點(diǎn)時(shí)拉力適當(dāng)大些B.兩個(gè)分力F1和F2間的夾角要盡量大些C.拉橡皮條時(shí),橡皮條?細(xì)繩和彈簧測力計(jì)平行貼近木板面D.拉橡皮條的繩要細(xì),而且要稍長一些第七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五解析:拉力“適當(dāng)”大些能減少誤差;而夾角“盡量”大些,則使作圖誤差變大;橡皮條等“貼近”木板,目的是使拉力水平;繩細(xì)稍長便于確定力的方向性.答案:ACD第八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五2.在“互成角度的兩個(gè)力的合成”實(shí)驗(yàn)中,橡皮條的一端固定在A點(diǎn),另一端被兩個(gè)彈簧秤拉到O點(diǎn),如圖甲所示.兩彈簧秤讀數(shù)分別為F1和F2,細(xì)繩方向分別與OA直線延長線的夾角為α1和α2,如圖乙所示.以下說法中正確的是()第九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五A.O點(diǎn)位置不變,合力不變B.用平行四邊形定則求得的合力F一定沿OA直線方向C.若不改變O和α1,F1增大,F2必減小D.合力必大于F1或F2答案:A第十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五3.(1)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮條的一端固定在木板上,用兩個(gè)彈簧測力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn),以下操作中錯(cuò)誤的是()A.同一次實(shí)驗(yàn)中,O點(diǎn)位置允許變動(dòng)B.實(shí)驗(yàn)中,要記錄彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和O點(diǎn)的位置C.實(shí)驗(yàn)中,把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時(shí),兩個(gè)彈簧測力計(jì)之間的夾角必須取90°D.實(shí)驗(yàn)中,要始終將其中一個(gè)彈簧測力計(jì)沿某一方向拉到最大量程,然后調(diào)節(jié)另一彈簧測力計(jì)拉力的大小和方向,把橡皮條另一端拉到O點(diǎn)第十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五(2)如圖所示,是甲?乙兩位同學(xué)在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果,其中F是用作圖法得到的合力,F′是通過實(shí)驗(yàn)測得的合力,則哪個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的?________(填“甲”或“乙”)第十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五解析:(1)由合力的定義,只有兩次都把橡皮條拉到同一個(gè)位置(O點(diǎn)),實(shí)驗(yàn)中測得的才是合力,A說法是錯(cuò)誤的.實(shí)驗(yàn)中,除了要記錄彈簧測力計(jì)的讀數(shù)?O點(diǎn)的位置以外,還要記錄兩個(gè)分力的方向(即繩子拉的方向),B說法是錯(cuò)誤的.兩個(gè)彈簧測力計(jì)之間的夾角實(shí)際上就是兩個(gè)分力的夾角,這個(gè)夾角并非一定取90°,理論上是任意的,C說法也是錯(cuò)誤的.實(shí)驗(yàn)中如果始終將其中一個(gè)彈簧測力計(jì)沿某一方向拉到最大量程,則在調(diào)節(jié)另一個(gè)彈簧測力計(jì)時(shí)很容易使得這個(gè)彈簧測力計(jì)超過其量程,這是不允許的,D說法也是錯(cuò)誤的.第十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五(2)因?yàn)镕′是只用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮條得到的,所以拉力的方向(實(shí)驗(yàn)中測得的合力方向)一定沿著橡皮條的方向,即F′的方向沿著橡皮條的方向.實(shí)驗(yàn)中用作圖法得到的合力F由于實(shí)驗(yàn)誤差,不一定沿著橡皮條的方向,故甲圖更符合實(shí)驗(yàn)事實(shí).答案:(1)ABCD(2)甲

第十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五解讀高考第二關(guān)熱點(diǎn)關(guān)典例剖析【例】橡皮條的一端固定在A點(diǎn),另一端拴上兩根細(xì)繩,每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5N?最小刻度為0.1N的彈簧測力計(jì).沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測力計(jì).當(dāng)橡皮條的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí),兩根細(xì)繩相互垂直,如圖所示,這時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出:第十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五第十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五(1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為___________N和___________N.(要求讀到0.1N)(2)在本題的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力.[解析]讀彈簧秤示數(shù)時(shí),應(yīng)注意首先找零刻度線,尤其是豎直放置的那個(gè)彈簧秤,它的讀數(shù)是2.5N(而不是3.5N),水平放置的彈簧秤讀數(shù)是4.0N.[答案](1)4.02.5(2)如圖所示

第十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五[點(diǎn)評(píng)]如果本題沒有“只須讀到0.1N”的說明,則精確度為0.1N的彈簧秤讀數(shù)時(shí),要估讀到0.01N,那么本題的讀數(shù)分別為:F1=2N+5.0×0.1N=2.50N,F2=4.00N.第十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五變式訓(xùn)練:有同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗(yàn)證力的平行四邊形定則:在豎直木板上鋪有白紙,固定兩個(gè)光滑的滑輪A和B,將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O,每個(gè)鉤碼的重量相等,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí),根據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力TOA?TOB和TOC,回答下列問題:第十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五(1)改變鉤碼個(gè)數(shù),實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖?)A.鉤碼的個(gè)數(shù)N1=N2=2,N3=4B.鉤碼的個(gè)數(shù)N1=N3=3,N2=4C.鉤碼的個(gè)數(shù)N1=N2=N3=4D.鉤碼的個(gè)數(shù)N1=3,N2=4,N3=5答案:BCD第二十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五(2)在拆下鉤碼和繩子前,最重要的一個(gè)步驟是()A.標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置,并記錄OA?OB?OC三段繩子的方向B.量出OA?OB?OC三段繩子的長度C.用量角器量出三段繩子之間的夾角D.用天平測出鉤碼的質(zhì)量

答案:A第二十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五(3)在作圖時(shí),你認(rèn)為下圖中________是正確的.(填“甲”或“乙”)甲

第二十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五解析:(1)實(shí)驗(yàn)中的分力與合力的關(guān)系必須滿足:|F1-F2|<F3<F1+F2,因此B?C?D選項(xiàng)是正確的.(2)A(3)甲實(shí)驗(yàn)中F3是豎直向下的.第二十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五笑對(duì)高考第三關(guān)技巧關(guān)考技精講一?如何正確使用彈簧測力計(jì)?1.彈簧測力計(jì)的選取方法是:將兩只彈簧測力計(jì)調(diào)零后互鉤水平對(duì)拉,若兩只彈簧測力計(jì)在對(duì)拉過程中,讀數(shù)相同,則可選;若讀數(shù)不同,應(yīng)另換,直至相同為止.2.彈簧測力計(jì)不能在超出它的測量范圍的情況下使用.第二十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五3.使用前要檢查指針是否指在零刻度線上,否則應(yīng)校正零位(無法校正的要記錄下零誤差).4.被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計(jì)軸線方向一致,拉動(dòng)時(shí)彈簧不可與外殼相碰或摩擦.5.讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)?平視刻度.第二十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五二?實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)有哪些?1.不要直接以橡皮條端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn),可拴一短細(xì)繩連兩細(xì)繩套,以三繩交點(diǎn)為結(jié)點(diǎn),應(yīng)使結(jié)點(diǎn)小些,以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點(diǎn)O的位置.2.在同一次實(shí)驗(yàn)中,使橡皮條拉長時(shí)結(jié)點(diǎn)O的位置一定要相同.3.在滿足合力不超過彈簧秤量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下,應(yīng)使拉力盡量大一些,以減小誤差.第二十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五4.沿細(xì)繩套的方向畫直線,應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn),取掉細(xì)繩套后,再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連直線確定力的方向.5.在同一次實(shí)驗(yàn)中,畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同,并且要選取的標(biāo)度恰當(dāng),使所作的圖示稍大一些.第二十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五三?實(shí)驗(yàn)誤差分析本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源除彈簧秤本身的誤差外,還出現(xiàn)讀數(shù)誤差,因此讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視,要按有效數(shù)字的正確讀數(shù)和記錄,兩力的對(duì)邊一定要平行,兩個(gè)分力F1?F2間夾角θ越大,平行四邊形作圖得出的合力F的誤差ΔF也越大,所以實(shí)驗(yàn)中不要把θ取得太大,但也不宜太小,以60°~100°之間為宜.第二十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五考向精測考向 實(shí)驗(yàn)原理及其遷移應(yīng)用(2010·山東高考)某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則,他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺?三角板?鉛筆?細(xì)繩?白紙?釘子,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):如下圖所示,將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A?B上,另一端與第三條橡皮筋連接,結(jié)點(diǎn)為O,將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物.第二十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五第三十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五(1)為完成實(shí)驗(yàn),下述操作中必需的是________.a.測量細(xì)繩的長度b.測量橡皮筋的原長c.測量懸掛重物后橡皮筋的長度d.記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置答案:bcd第三十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期五(2)釘子位置固定,欲利用現(xiàn)有器材,改變條件再次驗(yàn)證,可采用的方法是______________