1112高中物理全程學(xué)習(xí)方略配套課件 第4章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則 魯科版必修1.ppt

實(shí)驗(yàn)原理 典例1 某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則 他找到三條相同的橡皮筋 遵循胡克定律 和若干小重物 以及刻度尺 三角板 鉛筆 細(xì)繩 白紙 釘子 設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn) 將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子a b上 另一端與第三條橡皮筋連接 結(jié)點(diǎn)為o 將第三條橡皮筋的另一端通過(guò)細(xì)繩掛一小重物 1 為完成該實(shí)驗(yàn) 下述操作中必需的是 a 測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度b 測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng)c 測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長(zhǎng)度d 記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)o的位置 2 釘子位置固定 欲利用現(xiàn)有器材 改變條件再次驗(yàn)證 可采用的方法是 標(biāo)準(zhǔn)解答 本題中結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力 其中兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向 故先測(cè)出各力的大小和方向 然后以結(jié)點(diǎn)o為起點(diǎn)作出各力的圖示 以兩邊為鄰邊作平行四邊形 如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)平行四邊形的對(duì)角線與第三個(gè)力等大反向 即可驗(yàn)證 為測(cè)量各力的大小需要記錄橡皮筋原長(zhǎng) 懸掛重物后的長(zhǎng)度以及記錄懸掛重物后o點(diǎn)的位置 故應(yīng)選b c d 可以通過(guò)改變小重物改變各力的大小和方向 答案 1 b c d 2 更換不同的小重物 實(shí)驗(yàn)步驟 典例2 2011 龍巖高一檢測(cè) 將橡皮筋的一端固定在a點(diǎn) 另一端拴上兩根細(xì)繩 每根細(xì)繩分別連接著一個(gè)量程為5n 最小刻度為0 1n的彈簧測(cè)力計(jì) 沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì) 當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到o點(diǎn)時(shí) 兩根細(xì)繩相互垂直 如圖甲所示 這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出 1 由圖甲可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為 n和 n 只需讀到0 1n 2 在圖乙所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力 標(biāo)準(zhǔn)解答 1 讀彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)時(shí) 應(yīng)注意首先找零刻度 尤其是豎直放置的那個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)是倒置的 它的讀數(shù)是2 5n而不是3 5n 水平放置的彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)是4 0n 2 選取標(biāo)度 作出力的圖示及求得的合力如圖所示 答案 1 4 02 5 2 見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)解答圖 1 在 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 的實(shí)驗(yàn)中 合力與分力的作用效果相同 這里作用效果是指 a 彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧被拉長(zhǎng)b 固定橡皮條的圖釘受拉力產(chǎn)生形變c 細(xì)繩套受拉力產(chǎn)生形變d 使橡皮條在同一方向上伸長(zhǎng)到同一長(zhǎng)度 解析 選d 合力與分力之間是等效替代關(guān)系 所以在實(shí)驗(yàn)中的作用效果相同是指橡皮條的伸長(zhǎng)量相同且伸長(zhǎng)到同一位置 故d正確 2 2011 聊城高一檢測(cè) 用平木板 細(xì)繩套 橡皮條 測(cè)力計(jì)等做 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 的實(shí)驗(yàn) 為了使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行 且盡量減小誤差 你認(rèn)為下列說(shuō)法或做法能夠達(dá)到上述目的的是 a 使用測(cè)力計(jì)前應(yīng)將測(cè)力計(jì)水平放置 然后檢查并矯正零點(diǎn)b 用測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí) 拉力應(yīng)沿彈簧的軸線 且與水平木板平行c 兩細(xì)繩套必須等長(zhǎng)d 用測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí) 拉力應(yīng)適當(dāng)大些 但不能超過(guò)量程e 同一次實(shí)驗(yàn)兩次拉細(xì)繩套須使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一位置 解析 選a b d e 彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)與水平放置的木板平行拉細(xì)繩套 且施力前指針指零 a b正確 兩細(xì)繩套是記錄拉力方向用的 不必要求等長(zhǎng) c錯(cuò)誤 為了減小誤差要求拉力適當(dāng)大些 但不能超過(guò)量程 d正確 本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了等效的原理 即拉力效果相同 e正確 3 做 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 的實(shí)驗(yàn) 在水平放置的木板上鋪一張白紙 把橡皮條的一端固定在木板的a點(diǎn) 橡皮條的另一端拴上兩細(xì)繩套 如圖所示 兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套 互成角度拉橡皮條使之伸長(zhǎng) 到達(dá)某一位置o時(shí)需記下 描下 再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套把橡皮條拉長(zhǎng) 使結(jié)點(diǎn)到達(dá)位置 再記下 解析 因驗(yàn)證力的平行四邊形定則需根據(jù)力的大小和方向做平行四邊形 所以必須記錄力的大小和方向 為保證合力和分力的效果相同 兩次必須使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一位置 答案 兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)兩細(xì)繩的方向結(jié)點(diǎn)位置oo點(diǎn)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向 4 如圖所示是甲 乙兩位同學(xué)在 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 的實(shí)驗(yàn)中所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 若用f表示兩個(gè)分力f1 f2的合力 用f 表示f1和f2的等效力 則可以判斷 填 甲 或 乙 同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是符合事實(shí)的 解析 由題設(shè)可知 f為f1和f2的合力 通過(guò)平行四邊形定則所得 而f 是f1和f2的等效力 即用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)的拉力 顯然f 的方向應(yīng)在細(xì)線的方向上 因甲同學(xué)f 的方向與細(xì)繩在同一直線上 故甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是符合事實(shí)的 本題解答的焦點(diǎn)在f 方向的確定上 兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都有誤差 這是正常的 但乙同學(xué)很明顯在f 方向的確定上違背了實(shí)驗(yàn)的要求 作圖是錯(cuò)誤的 答案 甲 5 在做 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)中 若由于f1的誤差使f1與f2的合力f方向略向左偏 如圖所示 但f大于等于f 引起這一結(jié)果的原因可能是f1的大小比真實(shí)值偏 f1的方向使它與f2的