高考物理一轮复习 实验三 验证力的平行四边形定则导学案 旧人教版.doc

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1、高考物理第一轮复习同步导学§2．8　实验3：验证力的平行四边形定则【考点自清】　　【实验目的】　　验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.　　【实验原理】　　等效法：使一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点，所以这一个力F′就是两个力F1和F2的合力，作出F′的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否都相同．　　【实验器材】　　方木板一块、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)、细芯铅笔．　　【实验步骤】　　⑴用图钉把白纸钉在水平桌面上的

2、方木板上，并用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．　　　　　　　⑵用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉像皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向．　　⑶只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向．　　⑷用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线，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．　　　　　　　⑸用刻度尺从O

3、点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计的拉力F′的图示．　　⑹比较一下，力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向是否相同．　　锦囊妙诀：白纸钉在木板处，两秤同拉有角度，读数画线选标度，再用一秤拉同处，作出力的矢量图．　　交流与思考：每次实验都必须保证结点的位置保持不变，这体现了怎样的物理思想方法？若两次橡皮条的伸长长度相同，能否验证平行四边形定则？　　提示：每次实验保证结点位置保持不变，是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中等效替换的思想方法．由于力不仅有大小，还有方向，若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同

4、，不满足合力与分力的关系，不能验证平行四边形定则．　　【误差分析】　　⑴用两个测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内，这样两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小．　　⑵结点O的位置和两个测力计的方向画得不准，造成作图的误差．　　⑶两个分力的起始夹角α太大，如大于120°，再重做两次实验，为保证结点O位置不变（即保证合力不变)，则α变化范围不大，因而测力计示数变化不显著，读数误差大．　　⑷作图比例不恰当造成作图误差．　　　　　　　交流与思考：实验时由作图法得到的合力F和单个测力计测量的实际合力F′忘记标注而造成错乱，你如何加以区分?　　　　　　

5、　提示：由弹簧测力计测量合力时必须使橡皮筋伸直，所以与AO共线的合力表示由单个测力计测量得到的实际合力F′，不共线的合力表示由作图法得到的合力F．　　【注意事项】　　⑴不要直接以橡皮条端点为结点，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O的位置．　　⑵使用弹簧秤前，应先调节零刻度，使用时不超量程，拉弹簧秤时，应使弹簧秤与木板平行．　　⑶在同一次实验中，橡皮条伸长时的结点位置要相同．　　⑷被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦．　　⑸读数时应正对、平视刻度．　　⑹两拉力F1和F2夹角不宜过小，作力的图示，标度

6、要一致．　　交流与思考：如何设计实验探究两力合力随角度的变化规律？如何观察合力的变化规律？　　提示：保持两力的大小不变，改变两力之间的夹角，使两力的合力发生变化，可以通过观察结点的位置变化，判断合力大小的变化情况，结点离固定点越远，说明两力的合力越大．　　【正确使用弹簧秤】　　⑴弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤调零后互钩水平对拉，若两只弹簧在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换弹簧，直至相同为止．　　⑵弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用．　　⑶使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差)．　　⑷被测力的方向应与弹簧秤轴线

7、方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦．　　⑸读数时应正对、平视刻度．　　　　　【重点精析】　　【例1】在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中错误的是(   )　　A、同一次实验过程中，O点位置允许变动　　B、实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度　　C、实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点　　D、实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧秤之间夹角