《高考物理 第2章 相互作用 實(shí)驗(yàn)二 驗(yàn)證力的平行四邊形定則》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理 第2章 相互作用 實(shí)驗(yàn)二 驗(yàn)證力的平行四邊形定則（38頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二二驗(yàn)證力的平行四邊形定則驗(yàn)證力的平行四邊形定則誤差分析誤差分析1.誤差來源誤差來源除彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等。除彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等。2.減小誤差的方法減小誤差的方法(1)結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)O定位定位O點(diǎn)時(shí)要力求準(zhǔn)確。點(diǎn)時(shí)要力求準(zhǔn)確。同一次實(shí)驗(yàn)中橡皮條拉長后的同一次實(shí)驗(yàn)中橡皮條拉長后的O點(diǎn)必須保持不變。點(diǎn)必須保持不變。(2)拉力拉力用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力時(shí)要使拉力沿彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向。用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力時(shí)要使拉力沿彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向。應(yīng)盡量使橡皮條、彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)繩套位于與紙面平行的同應(yīng)盡量使橡皮條、彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。
2、一平面內(nèi)。兩個(gè)分力兩個(gè)分力F1、F2間的夾角間的夾角不要太大或太小。不要太大或太小。(3)作圖作圖在同一次實(shí)驗(yàn)中，選定的比例要相同。在同一次實(shí)驗(yàn)中，選定的比例要相同。嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力。嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力。注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)操作不忘操作不忘“三三”“”“二二”“”“一一”用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)的用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)的“三記錄三記錄”(記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)、兩細(xì)繩方向和結(jié)點(diǎn)示數(shù)、兩細(xì)繩方向和結(jié)點(diǎn)O的位置的位置)，用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條，用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)的時(shí)的“二記錄二記錄”(記錄彈簧測(cè)力計(jì)
3、示數(shù)和細(xì)繩方向記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)和細(xì)繩方向)及及“一注一注意意”(結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)O的位置必須在同一位置的位置必須在同一位置)等。等。熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作【例【例1】(2015安徽理綜，安徽理綜，21，)在在“驗(yàn)證驗(yàn)證力的平行四邊形定則力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用圖實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在條的一端固定在板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端。用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別拉橡皮條的另一端。用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度
4、地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖1所示。請(qǐng)將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：所示。請(qǐng)將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：圖圖1用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O；記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和和F2，沿每條細(xì)繩，沿每條細(xì)繩(套套)的方向用的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3，_；按照力的圖示
5、要求，作出拉力按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3；根據(jù)力的平行四邊形定則作出根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和和F2的合力的合力F；比較比較_的一致程度，若有較大差異，對(duì)其原因進(jìn)行分析，的一致程度，若有較大差異，對(duì)其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。解析解析步驟步驟中應(yīng)記錄此時(shí)拉力的大小和方向，結(jié)合步驟中應(yīng)記錄此時(shí)拉力的大小和方向，結(jié)合步驟的的操作，操作，中橫線應(yīng)填寫：沿此時(shí)細(xì)繩中橫線應(yīng)填寫：沿此時(shí)細(xì)繩(套套)的方向用鉛筆描出幾的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線。步驟個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線。步驟要驗(yàn)證平行四邊形要驗(yàn)證平行四
6、邊形定則，需要比較定則，需要比較F與與F3的大小，方向是否一致，故的大小，方向是否一致，故中橫線應(yīng)中橫線應(yīng)填寫：填寫：F和和F3答案答案沿此時(shí)細(xì)繩沿此時(shí)細(xì)繩(套套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線把這些點(diǎn)連成直線F和和F3【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】1.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在驗(yàn)證力的平行四邊形定則時(shí)，操作過程某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在驗(yàn)證力的平行四邊形定則時(shí)，操作過程如下：如下：將一張白紙固定在水平放置的木板上，橡皮筋的一端固定將一張白紙固定在水平放置的木板上，橡皮筋的一端固定在在A點(diǎn)，另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度點(diǎn)，另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套，用兩
7、個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉兩個(gè)細(xì)繩套，使細(xì)繩套和橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位于圖地拉兩個(gè)細(xì)繩套，使細(xì)繩套和橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位于圖2中的中的O點(diǎn)；點(diǎn)；圖圖2在白紙上記錄在白紙上記錄O點(diǎn)的位置和兩細(xì)繩套的方向，同時(shí)讀出兩彈點(diǎn)的位置和兩細(xì)繩套的方向，同時(shí)讀出兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1和和F2；選取合適的標(biāo)度在白紙上作出選取合適的標(biāo)度在白紙上作出F1和和F2的圖示，由平行四邊形的圖示，由平行四邊形定則作出定則作出F1和和F2的合力的合力F；用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套，使細(xì)繩套和橡皮筋的結(jié)點(diǎn)仍到用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套，使細(xì)繩套和橡皮筋的結(jié)點(diǎn)仍到達(dá)達(dá)O點(diǎn)；點(diǎn)；在白紙上記錄細(xì)繩套的方向，同時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)在白紙
8、上記錄細(xì)繩套的方向，同時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F；按以上選取的標(biāo)度在白紙上作出按以上選取的標(biāo)度在白紙上作出F的圖示，比較的圖示，比較F和和F的大小的大小和方向；和方向；改變兩細(xì)繩套的方向和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小，重復(fù)以上改變兩細(xì)繩套的方向和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小，重復(fù)以上操作，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。操作，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。(1)對(duì)本實(shí)驗(yàn)的下列敘述中正確的是對(duì)本實(shí)驗(yàn)的下列敘述中正確的是_；A.兩次拉伸橡皮筋應(yīng)將橡皮筋沿相同方向拉到相同長度兩次拉伸橡皮筋應(yīng)將橡皮筋沿相同方向拉到相同長度B.兩細(xì)繩套必須等長兩細(xì)繩套必須等長C.每次都應(yīng)將彈簧測(cè)力計(jì)拉伸到相同刻度每次都應(yīng)將彈簧測(cè)力計(jì)拉伸到相同刻度D.拉橡皮筋的細(xì)繩套
9、要長一些，標(biāo)記同一細(xì)繩套方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)拉橡皮筋的細(xì)繩套要長一些，標(biāo)記同一細(xì)繩套方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)一些一些(2)某次操作時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)的指針指在圖某次操作時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)的指針指在圖2中所示的位置，則兩中所示的位置，則兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別為彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別為FB_ N、FC_ N；(3)如果本實(shí)驗(yàn)所用彈簧測(cè)力計(jì)的量程均為如果本實(shí)驗(yàn)所用彈簧測(cè)力計(jì)的量程均為5 N。其中圖。其中圖3甲中甲中F13.00 N、F23.80 N，且兩力互相垂直；圖乙中，且兩力互相垂直；圖乙中F1F24.00 N，且兩力的夾角為且兩力的夾角為30；圖丙中；圖丙中F1F24.00 N，且兩力的夾角為，且兩力的夾角為120。其
10、中明顯不符合操作的是圖。其中明顯不符合操作的是圖_。圖圖3解析解析(2)由彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)規(guī)則可知由彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)規(guī)則可知FB3.20 N、FC2.60 N；(3)明顯不符合操作的是圖乙，因?yàn)閳D中兩個(gè)力的合力超過了彈明顯不符合操作的是圖乙，因?yàn)閳D中兩個(gè)力的合力超過了彈簧測(cè)力計(jì)的量程，若用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)拉不到簧測(cè)力計(jì)的量程，若用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)拉不到O點(diǎn)。點(diǎn)。答案答案(1)AD(2)3.202.60(3)乙乙特別提醒特別提醒操作關(guān)鍵注意三點(diǎn)操作關(guān)鍵注意三點(diǎn)(1)每次拉伸結(jié)果位置每次拉伸結(jié)果位置O必須保持不變。必須保持不變。(2)記下每次各力的大小和方向。記下每次各力的大小和方向。(3)畫
11、力的圖示時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度。畫力的圖示時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度。熱點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析熱點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析【例【例2】(2015山東理綜，山東理綜，21)某同學(xué)通過下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的某同學(xué)通過下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)步驟：平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)步驟：將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向。方向。如圖如圖4所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時(shí)，端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時(shí)，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)
12、記為將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)，記錄彈簧秤的示數(shù)F，測(cè)，測(cè)量并記錄量并記錄O1、O2間的距離間的距離(即橡皮筋的長度即橡皮筋的長度l)。每次將彈簧秤。每次將彈簧秤示數(shù)改變示數(shù)改變0.50 N，測(cè)出所對(duì)應(yīng)的，測(cè)出所對(duì)應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：圖圖4F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05找出找出中中F2.50 N時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為O、O，橡皮筋的拉力記為橡皮筋的拉力記為FO O。在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖在秤鉤
13、上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖5所示。所示。用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時(shí)拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時(shí)拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到到O點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B，橡皮筋，橡皮筋OA段的拉力記為段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為段的拉力記為FOB。圖圖5完成下列作圖和填空：完成下列作圖和填空：(1)利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)紙利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)紙(圖圖6)上畫出上畫出Fl圖線，根據(jù)圖線圖線，根據(jù)圖線求得求得l0_cm。圖圖6(2)測(cè)得測(cè)得OA6.00 cm，OB7.60 cm，則，則FOA的大小為的大小為_N。(3)根據(jù)給
14、出的標(biāo)度，在圖根據(jù)給出的標(biāo)度，在圖7中作出中作出FOA和和FOB的合力的合力F的圖示。的圖示。圖圖7(4)通過比較通過比較F與與_的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。解析解析(1)做出做出Fl圖象，如圖甲所示，求得直線的截距即為圖象，如圖甲所示，求得直線的截距即為l0，可得可得l010.0 cm。(3)FOBFOA1.80 N，兩力的合力，兩力的合力F如圖乙所示。如圖乙所示。(4)通過比較通過比較F和和FO O的大小和方向，可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。的大小和方向，可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。答案答案(1)如圖甲所示如圖甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正確均正確)(2)1.80(
15、1.701.90均正確均正確)(3)如圖乙所示如圖乙所示(4)FO O 【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】2.用圖用圖8甲所示的裝置做甲所示的裝置做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)。(1)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作如下，請(qǐng)完成相關(guān)內(nèi)容。某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作如下，請(qǐng)完成相關(guān)內(nèi)容。圖圖8在桌面上放一方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白在桌面上放一方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上。紙釘在方木板上。用圖釘把橡皮條一端固定在用圖釘把橡皮條一端固定在A點(diǎn)，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩點(diǎn)，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系有繩套。的另一端系有繩套。用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角
16、度地拉橡皮條，橡用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置皮條伸長，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O。記下。記下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并_。按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F。只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置的位置O，_，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出
17、這個(gè)力F的圖示。的圖示。(2)某次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，則兩彈簧測(cè)力計(jì)的某次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，則兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小分別為拉力的大小分別為_ N、_ N。(3)某同學(xué)完成驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)操作后得到的數(shù)據(jù)如某同學(xué)完成驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)操作后得到的數(shù)據(jù)如圖丙，請(qǐng)選好標(biāo)度在方框中作圖完成該同學(xué)未完成的實(shí)驗(yàn)處理。圖丙，請(qǐng)選好標(biāo)度在方框中作圖完成該同學(xué)未完成的實(shí)驗(yàn)處理。結(jié)論：結(jié)論：_。(4)若兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別為若兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別為3.00 N、4.00 N，且兩彈簧測(cè)，且兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向的夾角為銳角，則力計(jì)拉力方向的夾角為銳角，則_(
18、選填選填“能能”或或“不不能能”)用一個(gè)量程為用一個(gè)量程為5 N的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出它們的合力，理由是的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出它們的合力，理由是_。解析解析(1)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，此時(shí)需要用鉛筆記，此時(shí)需要用鉛筆記下下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置置O，此時(shí)需要讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示
19、數(shù)，并記下細(xì)繩的方向。，此時(shí)需要讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并記下細(xì)繩的方向。(2)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別為兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別為2.50 N和和4.00 N。(3)如圖所示。根據(jù)所作的圖象可得到的結(jié)論是：在誤差允許范如圖所示。根據(jù)所作的圖象可得到的結(jié)論是：在誤差允許范圍內(nèi)，合力與分力是等效替代的關(guān)系，且互成角度的兩個(gè)力合成圍內(nèi)，合力與分力是等效替代的關(guān)系，且互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)遵循平行四邊形定則。時(shí)遵循平行四邊形定則。(4)不能，因?yàn)椴荒?，因?yàn)?.00 N和和4.00 N兩個(gè)力的合力會(huì)大于兩個(gè)力的合力會(huì)大于5 N，超過彈簧，超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程。測(cè)力計(jì)的量程。答案答案(1)記下兩條細(xì)繩的方
20、向記下兩條細(xì)繩的方向讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)(2)2.50；4.00(3)如圖所示；在誤差允許范圍內(nèi)，合力與分力是如圖所示；在誤差允許范圍內(nèi)，合力與分力是等效替代的關(guān)系，且互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)遵循平行四邊形定等效替代的關(guān)系，且互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)遵循平行四邊形定則則(4)不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程熱點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新熱點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新以本實(shí)驗(yàn)為背景，以實(shí)驗(yàn)中操作的注意事項(xiàng)、誤差來源設(shè)置以本實(shí)驗(yàn)為背景，以實(shí)驗(yàn)中操作的注意事項(xiàng)、誤差來源設(shè)置條件，或通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目。條件，或通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目。1.考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解
21、、實(shí)驗(yàn)方法的遷移考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)方法的遷移2.實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)【例【例3】某同學(xué)找到一條遵循胡克定律的橡皮筋來驗(yàn)證力的平行某同學(xué)找到一條遵循胡克定律的橡皮筋來驗(yàn)證力的平行四邊形定則，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：四邊形定則，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：圖圖9(1)將橡皮筋的兩端分別與兩條細(xì)線相連，測(cè)出橡皮筋的原長；將橡皮筋的兩端分別與兩條細(xì)線相連，測(cè)出橡皮筋的原長；(2)將橡皮筋一端用細(xì)線固定在豎直板上的將橡皮筋一端用細(xì)線固定在豎直板上的M點(diǎn)，在橡皮筋的中點(diǎn)，在橡皮筋的中點(diǎn)點(diǎn)O再用細(xì)線系一重物，重物自然下垂，如圖再用細(xì)線系一重物，重物自然下垂，如圖9甲所示；甲所示；(3)將橡皮筋另一端用細(xì)線固定在
22、豎直板上的將橡皮筋另一端用細(xì)線固定在豎直板上的N點(diǎn)，如圖乙所示。點(diǎn)，如圖乙所示。為完成實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是為完成實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是_(填正確答案標(biāo)號(hào)填正確答案標(biāo)號(hào))。A.橡皮筋兩端連接的細(xì)線長度必須相同橡皮筋兩端連接的細(xì)線長度必須相同B.要測(cè)量圖甲中橡皮筋要測(cè)量圖甲中橡皮筋Oa和圖乙中橡皮筋和圖乙中橡皮筋Oa、Ob的長度的長度C.M、N兩點(diǎn)必須在同一高度處兩點(diǎn)必須在同一高度處D.要記錄圖甲中要記錄圖甲中O點(diǎn)的位置及過點(diǎn)的位置及過O點(diǎn)的豎直方向點(diǎn)的豎直方向E.要記錄圖乙中結(jié)點(diǎn)要記錄圖乙中結(jié)點(diǎn)O的位置、過結(jié)點(diǎn)的位置、過結(jié)點(diǎn)O的豎直方向及橡皮筋的豎直方向及橡皮筋Oa、Ob的方向的方向解析解
23、析由于橡皮筋的彈力大小與形變量成正比，故可以用橡皮由于橡皮筋的彈力大小與形變量成正比，故可以用橡皮筋的形變量等效替代彈力大小來作平行四邊形進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，筋的形變量等效替代彈力大小來作平行四邊形進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，與連接橡皮筋的細(xì)線長度無關(guān)，故本題需要測(cè)量橡皮筋的原長與連接橡皮筋的細(xì)線長度無關(guān)，故本題需要測(cè)量橡皮筋的原長以及被重物拉伸后的長度，選項(xiàng)以及被重物拉伸后的長度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，B正確；題圖甲、乙中正確；題圖甲、乙中重物最終受力平衡，驗(yàn)證的依據(jù)為共點(diǎn)力的平衡，物體的平衡重物最終受力平衡，驗(yàn)證的依據(jù)為共點(diǎn)力的平衡，物體的平衡與否與與否與M、N兩點(diǎn)是否在同一高度無關(guān)，選項(xiàng)兩點(diǎn)是否在同一高度無關(guān)，
24、選項(xiàng)C錯(cuò)誤；題圖甲中錯(cuò)誤；題圖甲中的的O點(diǎn)位置并不需要記錄，受力平衡時(shí)橡皮筋的拉力一定在豎點(diǎn)位置并不需要記錄，受力平衡時(shí)橡皮筋的拉力一定在豎直方向，需要記錄的是橡皮筋被拉伸后的長度及橡皮筋的原長，直方向，需要記錄的是橡皮筋被拉伸后的長度及橡皮筋的原長，選項(xiàng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤；對(duì)題圖乙需要作出錯(cuò)誤；對(duì)題圖乙需要作出MO與與NO的合力大小和方向與的合力大小和方向與實(shí)際合力進(jìn)行對(duì)比，故需要記錄過結(jié)點(diǎn)實(shí)際合力進(jìn)行對(duì)比，故需要記錄過結(jié)點(diǎn)O的豎直方向及橡皮筋的豎直方向及橡皮筋Oa、Ob的方向，選項(xiàng)的方向，選項(xiàng)E正確。正確。答案答案BE【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】3.有同學(xué)利用如圖有同學(xué)利用如圖10所示的裝置來驗(yàn)證力的
25、平行四邊形定則：在所示的裝置來驗(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)光滑的滑輪豎直木板上鋪有白紙，固定兩個(gè)光滑的滑輪A和和B，將繩子打一，將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)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，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碼個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力F1、F2和和F3，回答下列問題：，回答下列問題：圖圖10(1)改變鉤碼個(gè)數(shù)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖歉淖冦^碼個(gè)數(shù)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖莀(填正確答案標(biāo)號(hào)填正確答案標(biāo)號(hào))。A.鉤碼的個(gè)數(shù)鉤碼的個(gè)數(shù)N1N22，N34B.鉤碼的個(gè)數(shù)鉤碼的個(gè)數(shù)N1N33，N24C.鉤碼的個(gè)數(shù)鉤碼的個(gè)數(shù)N1N2N34D.
26、鉤碼的個(gè)數(shù)鉤碼的個(gè)數(shù)N13，N24，N35(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個(gè)步驟是在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個(gè)步驟是_(填正填正確答案標(biāo)號(hào)確答案標(biāo)號(hào))。A.標(biāo)記結(jié)點(diǎn)標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，并記錄的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向三段繩子的方向B.量出量出OA、OB、OC三段繩子的長度三段繩子的長度C.用量角器量出三段繩子之間的夾角用量角器量出三段繩子之間的夾角D.用天平測(cè)出鉤碼的質(zhì)量用天平測(cè)出鉤碼的質(zhì)量(3)在作圖時(shí)，你認(rèn)為下圖中在作圖時(shí)，你認(rèn)為下圖中_是正確的。是正確的。(填填“甲甲”或或“乙乙”)解析解析(1)實(shí)驗(yàn)中的分力與合力的關(guān)系必須滿足：實(shí)驗(yàn)中的分力與合力的關(guān)系必須滿足：
27、|F1F2|F3F1F2，因此，因此B、C、D選項(xiàng)是可以的。選項(xiàng)是可以的。(3)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)中F3是豎直向下的。是豎直向下的。答案答案(1)BCD(2)A(3)甲甲1.在豎直平面內(nèi)，將小圓環(huán)掛在橡皮條的下端，橡皮條的長度為在豎直平面內(nèi)，將小圓環(huán)掛在橡皮條的下端，橡皮條的長度為GE。用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)小圓環(huán)到。用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)小圓環(huán)到O點(diǎn)，小圓環(huán)受到作用力點(diǎn)，小圓環(huán)受到作用力F1、F2和橡皮條的拉力和橡皮條的拉力F0，如圖，如圖11所示。所示。圖圖11(1)此時(shí)要記錄下拉力此時(shí)要記錄下拉力F1、F2的大小，并在白紙上作出的大小，并在白紙上作出_，以及以及O點(diǎn)的位置。點(diǎn)的位置。(2)實(shí)驗(yàn)中，不
28、必要的是實(shí)驗(yàn)中，不必要的是_。A.選用輕質(zhì)小圓環(huán)選用輕質(zhì)小圓環(huán)B.彈簧測(cè)力計(jì)在使用前應(yīng)校零彈簧測(cè)力計(jì)在使用前應(yīng)校零C.撤去撤去F1、F2，改用一個(gè)力拉小圓環(huán)，仍使它處于，改用一個(gè)力拉小圓環(huán)，仍使它處于O點(diǎn)點(diǎn)D.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)小圓環(huán)時(shí)，要保持兩彈簧測(cè)力計(jì)相互用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)小圓環(huán)時(shí)，要保持兩彈簧測(cè)力計(jì)相互垂直垂直(3)圖圖12中中F是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉小圓環(huán)時(shí)，是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉小圓環(huán)時(shí)，在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖示。在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖示。F與與F中，方向一定沿中，方向一定沿GO方向的是方向的是_。圖圖12解析解析(1)力是矢量，既有大小，又有方向，因此除了需要記錄力是矢
29、量，既有大小，又有方向，因此除了需要記錄拉力拉力F1、F2的大小，還要記錄這兩個(gè)力的方向。的大小，還要記錄這兩個(gè)力的方向。(2)本實(shí)驗(yàn)的目的是探究求合力的方法，因此應(yīng)是任意情況下的本實(shí)驗(yàn)的目的是探究求合力的方法，因此應(yīng)是任意情況下的兩個(gè)力與合力的關(guān)系，故選項(xiàng)兩個(gè)力與合力的關(guān)系，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；選用輕質(zhì)小圓環(huán)是為了錯(cuò)誤；選用輕質(zhì)小圓環(huán)是為了減小水平方向偏移的誤差；合力與分力之間是等效替代的關(guān)系，減小水平方向偏移的誤差；合力與分力之間是等效替代的關(guān)系，撤去撤去F1、F2，改用一個(gè)力拉小圓環(huán)，仍使它處于，改用一個(gè)力拉小圓環(huán)，仍使它處于O點(diǎn)，以確保等點(diǎn)，以確保等效；彈簧測(cè)力計(jì)在使用前校零，是為了使讀數(shù)準(zhǔn)
30、確，故選項(xiàng)效；彈簧測(cè)力計(jì)在使用前校零，是為了使讀數(shù)準(zhǔn)確，故選項(xiàng)A、B、C是必要的。是必要的。(3)當(dāng)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉小圓環(huán)時(shí)，因圓環(huán)為輕質(zhì)小圓環(huán)，故當(dāng)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉小圓環(huán)時(shí)，因圓環(huán)為輕質(zhì)小圓環(huán)，故彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與橡皮條的拉力平衡，其方向一定與橡皮條彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與橡皮條的拉力平衡，其方向一定與橡皮條的拉力方向相反，即一定沿的拉力方向相反，即一定沿GO方向的是方向的是F。答案答案(1)兩個(gè)力的方向兩個(gè)力的方向(2)D(3)F2.(2016江蘇蘇北三市聯(lián)考江蘇蘇北三市聯(lián)考)某某同學(xué)在做同學(xué)在做“驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成的平行四邊形定則合成的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，試完成
31、下列問題。實(shí)驗(yàn)，試完成下列問題。(1)主要的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟如下：主要的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟如下：把橡皮條的一端用圖釘固定于把橡皮條的一端用圖釘固定于P點(diǎn)，同時(shí)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將點(diǎn)，同時(shí)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將橡皮條的另一端拉到位置橡皮條的另一端拉到位置O。這時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖。這時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖13甲所示，則兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別為甲所示，則兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別為FA_ N、FB_ N。甲甲假如橡皮條的自由端僅用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉著，也把它拉到假如橡皮條的自由端僅用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉著，也把它拉到O點(diǎn)位置，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，則點(diǎn)位置，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，則FC_ N。圖圖13(2
32、)用用4 mm表示表示1 N，在圖丙中作出力，在圖丙中作出力FA、FB和和FC的圖示。根據(jù)平的圖示。根據(jù)平行四邊形定則在圖丙中作出行四邊形定則在圖丙中作出FA和和FB的合力的合力F，F(xiàn)的大小為的大小為_N。(3)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果能否驗(yàn)證平行四邊形定則：實(shí)驗(yàn)的結(jié)果能否驗(yàn)證平行四邊形定則：_(選填選填“能能”或或“不能不能”)。解析解析(1)題中所用彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為題中所用彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1 N，因此讀數(shù)時(shí)應(yīng)保，因此讀數(shù)時(shí)應(yīng)保留兩位小數(shù)。留兩位小數(shù)。(2)根據(jù)平行四邊形定則作出根據(jù)平行四邊形定則作出FA和和FB的合力的合力F，如圖所示，由圖示，如圖所示，由圖示可求得合力：可求得合力：F6.08 N。(3)在誤差允許范圍內(nèi)，由平行四邊形定則作出的在誤差允許范圍內(nèi)，由平行四邊形定則作出的FA和和FB的合力的合力與與FC相等，這說明能驗(yàn)證平行四邊形定則。相等，這說明能驗(yàn)證平行四邊形定則。答案答案(1)3.404.006.00(2)如圖所示如圖所示6.08(3)能能
高考物理 第2章 相互作用 實(shí)驗(yàn)二 驗(yàn)證力的平行四邊形定則
