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《2020届高考物理总复习第二单元相互作用实验3验证力的平行四边形定则教师用书（含解析）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验3 验证力的平行四边形定则 实验目的1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。2.培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力。实验器材 方木板一块、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条一段、细绳(两条)、白纸、刻度尺、三角板、图钉、铅笔。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,则力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出力F1、F2的合力F的图示,比较F和F'的大小和方向是
2、否相同,从而验证力的平行四边形定则。实验步骤 1.在桌面上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把它固定在方木板上。2.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套。3.用两个弹簧测力计分别钩住两个绳套,互成角度地拉橡皮条的同一结点,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O(如图所示)。4.用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向,读出两个弹簧测力计的示数。5.用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线,按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示,用平
3、行四边形定则求出其合力F。6.只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O,读出弹簧测力计的示数,并记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F'的图示。7.比较力F'与F的大小和方向,看它们在一定范围内是否相等。8.改变两个分力的大小和夹角,再做两次实验。1.(2019辽宁大连模拟)某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到3条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三
4、条橡皮筋连接,结点为O,将第3条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物,如图所示。(1)为完成实验,下述操作中必需的是 。 A.测量细绳的长度B.测量橡皮筋的原长C.测量悬挂重物后橡皮筋的长度D.记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是 。 解析 (1)必须测量橡皮筋的原长和悬挂重物后橡皮筋的长度,这样才能确定橡皮筋的伸长量。确定各力的大小,还需记录悬挂重物后结点O的位置,同时记
5、下3条橡皮筋所在的方向,以便确定各拉力的方向,根据平行四边形定则作出合力的图示。因此,(1)中必需的是B、C、D。(2)改变条件再次验证可采用更换不同的小重物的方法。答案 (1)BCD (2)更换不同的小重物2.(2018天津卷,9)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5N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,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有 。 A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线
6、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项错误;只要每一次实
7、验时用一个力和用两个力拉的效果相同即可,即O点位置相同,不需要每次实验的O点位置都相同,B项正确;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项正确;合力可以大于任一个分力,也可以等于分力,还可以小于任一分力,D项错误。(2)A、D实验中选取的力的标度过大,导致画力时,线段太短,不利于提高实验精确度;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,故B符合题意。答案 (1)BC (2)B见《自学听讲》P31一实验原理和实验操作 等效法:等效法是常用的科学
8、思维方法。所谓“等效法”就是在特定的某种意义上,在保证效果相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、简单的、易处理的一种方法。等效法在中学物理中应用较为广泛。例1 某同学做“探究求合力的方法”实验,所用器材有:木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和两个弹簧测力计,实验装置如图甲所示。 (1)该同学按下列步骤操作:①在水平桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上。②用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,在橡皮条的另一端系上两条细
