2018版高中物理 第5章 力與平衡 實驗 驗證力的平行四邊形定則課件 魯科版必修1.ppt

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1、實驗 驗證力的平行四邊形定則,科學探究實驗,解讀實驗基礎(chǔ),感悟解題規(guī)律,解讀實驗基礎(chǔ)萃取實驗精華,一、作圖分析 1.理論值:用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩細繩套方向畫直線,按選定的標度作出兩只彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊作平行四邊形,過O點畫平行四邊形的對角線,此對角線即為合力F的圖示. 2.測量值:用刻度尺從O點按同樣的標度沿記錄的方向作出一只彈簧測力計的拉力F′的圖示. 3.相比較:比較力F′與按照平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同.,科學探究實驗突破實驗核心,二、誤差分析,三、注意事項 1.正確使用彈簧測力計 (1)實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是:

2、將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤水平對拉過程中,讀數(shù)相同,則可選;若讀數(shù)不同,應另換或調(diào)校,直至相同為止.,(2)使用前要檢查指針是否指在零刻度線上,否則應校正零位.還需用鉤碼檢查是否存在示值誤差,若存在,應加以校正. (3)被測力的方向應與彈簧測力計軸線方向一致,拉動時彈簧及掛鉤不可與外殼相碰以避免產(chǎn)生摩擦. (4)讀數(shù)時應正對、平視刻度. 2.規(guī)范實驗操作 (1)不要直接以橡皮條端點為結(jié)點,可用一段細繩連兩細繩套,以三繩交點為結(jié)點,應使結(jié)點小些,以便準確地記錄結(jié)點O的位置. (2)在同一次實驗中,使橡皮條拉長時結(jié)點O的位置一定要相同. (3)使用彈簧測力計測力時,讀數(shù)應盡量大些,但不能超出它的測

3、量范圍. (4)細繩套應適當長一些,便于確定力的方向.不要直接沿細繩套的方向畫直線,應在細繩套末端用鉛筆畫一個點,去掉細繩套后,再將所標點與O點連一直線確定力的方向. (5)在同一次實驗中,畫力的圖示所選定的標度要相同,并且要恰當選取標度,使所作力的圖示稍大一些.,類型一,感悟解題規(guī)律培養(yǎng)科學思維,基本實驗步驟及操作的考查,【典例1】 (2017鹽城高一期末)在“探究求合力的方法”的實驗中 (1)本實驗采用的科學方法是 . A.理想實驗法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法 (2)(多選)為了減小實驗誤差,實驗時應 . A.拉橡皮條的繩細一些且長一些,實驗效果較好 B.拉

4、橡皮條時,彈簧測力計、橡皮條、細繩應貼近木板且與木板平面平行 C.實驗中,先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程,然后只需調(diào)節(jié)另一個彈簧測力計拉力的大小和方向,把橡皮條另一端拉到O點 D.拉力F1和F2的夾角越大越好,(3)下面是該實驗中的兩個實驗步驟: A.在水平放置的方木板上固定一張白紙,用圖釘把橡皮條的一端固定在方木板上,另一端拴上兩個繩套,通過細繩同時用兩個彈簧測力計(彈簧測力計與方木板平面平行)互成角度地拉橡皮條,使它與細繩的結(jié)點到達某一位置O點,在白紙上用鉛筆記下O點的位置和讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2. B.只用一個彈簧測力計,通過細繩拉橡皮條,使它的伸長量與兩個彈簧

5、測力計拉時相同,讀出此時彈簧測力計的示數(shù)F′和記下細繩的方向. 請指出以上步驟中的錯誤或疏漏: A中是 . B中是 .,,?思路點撥? (1)本實驗中采用兩個力的合力與一個力作用效果相同來驗證平行四邊形定則,因此采用“等效法”. (2)在實驗中使用一個彈簧測力計拉細線與兩個彈簧測力計拉細線的作用效果要相同(即結(jié)點拉到同一位置),本實驗采用作合力與分力圖示的方法來驗證,兩細線的夾角不要太小也不要太大,但拉彈簧測力計時必須保證與木板平面平行. 解析:(1)在本實驗中要保證兩個彈簧測力計的拉力與一個彈簧測力計的拉力效果相同,采用的科學方法是等效替代法,

6、故選B. (2)為方便記錄拉力的大小與方向,拉橡皮條的繩細一些且長一些,實驗效果較好,故選項A正確;為減小實驗誤差,拉橡皮條時,細繩應貼近木板且與木板平面平行,故選項B正確;實驗中,先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉某一值,并不是把其拉到最大量程,故選項C錯誤;為減小實驗誤差,拉力F1和F2的夾角要適當大些,并不是越大越好,故選項D錯誤.,,(3)實驗時應記錄拉力的大小與方向,由實驗步驟可知,A中沒有記錄兩拉力的方向;為保證拉力的作用效果相同,兩次實驗應使橡皮條的形變量相同,應把結(jié)點拉到同一位置O,實驗步驟B中沒有說明把結(jié)點拉到O點. 答案:(1)B (2)AB (3)沒有記錄兩拉力的方向 沒

7、有把結(jié)點拉到O點,?針對訓練1-1?(2017遼寧葫蘆島高一檢測)在“研究合力與兩個分力的關(guān)系”的實驗中,實驗器材如圖所示.實驗時圖板應該 (填“水平放置”“豎直放置”或“任何方向放置”);用兩只彈簧測力計分別掛在細繩套上,互成角度地拉橡皮條,使它伸長到某一位置O點靜止.此時,必須記錄的是 (用字母表示). A.O點的位置 B.兩只彈簧測力計的示數(shù) C.橡皮條固定端位置 D.橡皮條的伸長長度 E.兩條細繩套間的夾角F、兩條細繩套的方向,,解析:在進行該實驗時為了便于記錄兩彈力的方向,實驗時將彈簧測力計水平放置,本實驗采取“等效替代法”,即一只彈簧測力計拉繩套和兩只彈簧測力計拉繩套效果

8、相同,因此需要記錄O點位置,以便兩次都拉到同一位置,在求兩個力的合力時,需要知道其大小和方向,因此該實驗需要記錄彈簧測力計的讀數(shù)以及繩套的方向. 答案:水平放置 ABE,類型二,實驗數(shù)據(jù)的處理及誤差分析,【典例2】 將橡皮筋的一端固定在A點,另一端拴上兩根細繩,每根細繩分別連著一個量程為5 N、分度值為0.1 N的彈簧測力計,沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計.當橡皮筋的活動端拉到O點時,兩根細繩相互垂直,如圖所示.這時彈簧測力計的示數(shù)可從圖中讀出.,(1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為 N和 N.(只需讀到0.1 N) (2)在方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力.,,解

9、析:(1)彈簧測力計的分度值為0.1 N,因此,豎直向下的彈簧測力計的讀數(shù)為2.5 N,水平向右的彈簧測力計的讀數(shù)為4.0 N. (2)選方格紙中一個小方格的邊長表示0.5 N,合力如圖所示. 答案:見解析,?針對訓練2-1?(2017全國Ⅲ卷,22)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,將畫有坐標軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1 mm)的紙貼在水平桌面上,如圖(a)所示.將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外),另一端P位于y軸上的A點時,橡皮筋處于原長. (1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O,此時拉力F的大小可由測力計讀出.測力計的示數(shù)如

10、圖(b)所示,F的大小為 N.,,解析:(1)由圖可知,F的大小為4.0 N.,答案:(1)4.0,(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A點;現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋,再次將P端拉至O點,此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2 N和F2=5.6 N. ①用5 mm長度的線段表示1 N的力,以O為作用點,在圖(a)中畫出力F1,F2的圖示,然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合; ②F合的大小為 N,F合與拉力F的夾角的正切值為 .若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi),則該實驗驗證了力的平行四邊形定則.,,解析: (2)以F1,F2為鄰邊作出平行四邊形,用刻度尺量得平行四邊形對角線長為20.0 mm,所以F合= 1 N=4.0 N,用刻度尺量得F合偏離F方向的距離為1.0 mm,量得OC長為20.0 mm. 故F合與拉力F的夾角正切值為tan θ= =0.05.,答案: (2)①見解析 ②4.0 0.05,謝謝觀賞！,