2019-2020年高考物理实验专题特训（3）验证力的平行四边形定则

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1、2019-2020年高考物理实验专题特训（3）验证力的平行四边形定则一、实验目的验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。学会用作图法处理实验数据和得出实验结论。二、实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、铅笔。三、实验步骤与数据处理1．用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上．2．用图钉把橡皮筋的一端固定在A点，橡皮筋的另一端拴上两个细绳套．3．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长到某一位置0，如图实-3-1所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下

2、O点的位置及此时两细绳套的方向．4．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．5．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮筋的结点拉到同样的位置0，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺从0点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示．6．比较力F′与用平行四边形定则作出的合力F在大小和方向上是否相同．7．改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次．四、注意事项

3、1．不要直接以橡皮筋端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点0的位置．2．在同一次实验中，使橡皮筋拉长时结点O的位置一定要相同．3．不要用老化的橡皮筋，检查方法是用一个弹簧拉橡皮筋，要反复做几次，使橡皮筋拉到相同的长度看弹簧读数有无变化．4．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线。应在细绳套末端用铅笔画一个点，取掉细绳套后，再将所标点与0点连直线确定力的方向．5．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同．并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．五、误差

4、分析本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力与各对边要平行．两个分力F1和F2间的夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差△F也越大，所以实验中不要把θ取得太大，但也不宜太小，以600～1000之间为宜．考点一　实验原理与操作[典例1]　(xx·长沙模拟)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图实31甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图实31(1)如果没有

5、操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________。(2)本实验采用的科学方法是________。A．理想实验法　　　　B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法(3)实验时，主要的步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．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；C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D．按选好的标度，用铅笔

6、和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是________和________；②遗漏的内容分别是__________________和______________________。[答案]　(1)F′　(2)B　(3)①C　E　②C中应加上“记下两条细绳的方向”　E中应说明“把橡皮条

7、的结点拉到同一位置O”[考点总结·要点谨记]1.实验原理的理解[对应第(1)(2)题](1)用一个弹簧测力计拉橡皮条时，拉力F′的方向一定沿AO方向。(2)因误差因素(读数误差、作图误差等)由平行四边形定则作出的合力不一定沿AO方向。(3)本实验中一个弹簧测力计的作用效果与两个弹簧测力计的共同作用效果相同，具有等效替代关系。2.实验操作步骤[对应第(3)题](1)保证两次拉橡皮条时结点O完全重合，以保证力F1、F2与F′存在作用效果相同。(2)实验过程中要同时记录弹簧测力计的示数及拉力方向。考点二　数据处理与误差分析[典例2]　在“

8、探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳套和一把弹簧测力计。(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：弹力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸长量