《三維設(shè)計(jì)》2014新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件_第二章相互作用實(shí)驗(yàn)三___驗(yàn)證力的平行四邊形定則(41ppt)

1、 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)會(huì)使用彈簧測(cè)力計(jì)。會(huì)使用彈簧測(cè)力計(jì)。 (2)驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)的平行四邊形定則。驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)的平行四邊形定則。 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 (1)等效法：一個(gè)力等效法：一個(gè)力F的作用效果和兩個(gè)力的作用效果和兩個(gè)力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)，所以一個(gè)力長(zhǎng)到同一點(diǎn)，所以一個(gè)力F就是這兩個(gè)力就是這兩個(gè)力F1和和F2的合力，作出力的合力，作出力F的圖示，如圖實(shí)的圖示，如圖實(shí)31所示。所示。圖實(shí)圖實(shí)31 (2)平行四邊形法：根據(jù)平行四邊形定則作出力平行四邊形法：根據(jù)平行四邊形定

2、則作出力F1和和F2的合力的合力F的圖示。的圖示。 (3)驗(yàn)證：比較驗(yàn)證：比較F和和F的大小和方向是否相同，若在誤的大小和方向是否相同，若在誤差允許的范圍內(nèi)相同，則驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。差允許的范圍內(nèi)相同，則驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。 三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材 方木板、白紙，彈簧測(cè)力計(jì)方木板、白紙，彈簧測(cè)力計(jì)(兩只兩只)，橡皮條，細(xì)繩套，橡皮條，細(xì)繩套(兩個(gè)兩個(gè))，三角板，刻度尺，圖釘，三角板，刻度尺，圖釘(幾個(gè)幾個(gè))。 (3)用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)伸長(zhǎng)到某一位置伸長(zhǎng)到某一

3、位置O，如圖實(shí)，如圖實(shí)32所示，記所示，記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1、F2，用鉛筆描下，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩的方向。及此時(shí)兩細(xì)繩的方向。 四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟 (1)用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。 (2)用圖釘把橡皮條的一端固定在用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套。一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套。圖實(shí)圖實(shí)32 (4)只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置拉到同樣的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F和細(xì)繩

4、套的和細(xì)繩套的方向。方向。 (5)改變兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，再重做兩改變兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，再重做兩次實(shí)驗(yàn)。次實(shí)驗(yàn)。 五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理 (1)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫直線，沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和和F2的圖的圖示，并以示，并以F1和和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過O點(diǎn)畫點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示。的圖示。 (2)用刻度尺從用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出點(diǎn)

5、按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟(4)中彈簧測(cè)力計(jì)的拉力中彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F的圖示。的圖示。 (3)比較比較F與與F是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗(yàn)是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗(yàn)證平行四邊形定則。證平行四邊形定則。 六、注意事項(xiàng)六、注意事項(xiàng) (1)使用彈簧測(cè)力計(jì)前，要先觀察指針是否指在零刻使用彈簧測(cè)力計(jì)前，要先觀察指針是否指在零刻度處，若指針不在零刻度處，要設(shè)法調(diào)整指針，使之指在度處，若指針不在零刻度處，要設(shè)法調(diào)整指針，使之指在零刻度處。再將兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤鉤在一起，向相反零刻度處。再將兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉，如果兩個(gè)示數(shù)相同方可使用。方向拉，如果兩個(gè)

6、示數(shù)相同方可使用。 (2)實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)細(xì)繩套不要太短。實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)細(xì)繩套不要太短。 (3)在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同。定要相同。 (4)用兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條用兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，夾角不宜太大也不宜太小，在時(shí)，夾角不宜太大也不宜太小，在60100之間為宜。之間為宜。 (5)在用力拉彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，拉力應(yīng)沿彈簧測(cè)力計(jì)的在用力拉彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，拉力應(yīng)沿彈簧測(cè)力計(jì)的軸線方向。彈簧測(cè)力計(jì)中彈簧軸線、橡皮條、細(xì)繩套應(yīng)軸線方向。彈簧測(cè)力計(jì)中彈簧軸線、橡皮條、細(xì)繩套應(yīng)該位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。要防止

7、彈簧測(cè)力計(jì)卡該位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。要防止彈簧測(cè)力計(jì)卡殼，防止彈簧測(cè)力計(jì)或橡皮條與紙面有摩擦。殼，防止彈簧測(cè)力計(jì)或橡皮條與紙面有摩擦。 (6)在同一實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示選定的標(biāo)度要相同，在同一實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些。并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些。 七、誤差分析七、誤差分析 (1)彈簧測(cè)力計(jì)本身不夠準(zhǔn)確造成系統(tǒng)誤差。彈簧測(cè)力計(jì)本身不夠準(zhǔn)確造成系統(tǒng)誤差。 (2)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)和作圖不準(zhǔn)造成偶然誤差。彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)和作圖不準(zhǔn)造成偶然誤差。實(shí)驗(yàn)原理與操作實(shí)驗(yàn)原理與操作 例例1(2012長(zhǎng)沙模擬長(zhǎng)沙模擬)某同學(xué)做某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四驗(yàn)

8、證力的平行四邊形定則邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖實(shí)的實(shí)驗(yàn)情況如圖實(shí)33甲所示，其中甲所示，其中A為固為固定橡皮條的圖釘，定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和和OC為為細(xì)繩。圖實(shí)細(xì)繩。圖實(shí)33乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。圖實(shí)圖實(shí)33 (1)如果沒有操作失誤，圖乙中的如果沒有操作失誤，圖乙中的F與與F兩力中，方向兩力中，方向一定沿一定沿AO方向的是方向的是_。 (2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是_。 A理想實(shí)驗(yàn)法理想實(shí)驗(yàn)法B等效替代法等效替代法 C控制變量法控制變量法 D建立物理模型法建立物理模型法 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，

9、主要的步驟是：實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要的步驟是： A在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；用圖釘把白紙釘在方木板上； B用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套； C用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O。記錄下。記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧

10、測(cè)力計(jì)的示數(shù)； D按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力測(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的圖示，并用平行四邊形定則求出合力合力F； E只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套拉橡皮條使其只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同伸長(zhǎng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力一標(biāo)度作出這個(gè)力F的圖示；的圖示； F比較比較F和和F的大小和方向，看它們是否相同，得出的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論。結(jié)論。 上述步驟中：上述步驟中：有重要遺漏的步驟的序號(hào)是有重要遺漏

11、的步驟的序號(hào)是_和和_； 遺漏的內(nèi)容分別是遺漏的內(nèi)容分別是_和和_。 解析解析(1)由一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條至由一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條至O點(diǎn)的拉力點(diǎn)的拉力一定沿一定沿AO方向；而根據(jù)平行四邊形定則作出的合力，由于方向；而根據(jù)平行四邊形定則作出的合力，由于誤差的存在，不一定沿誤差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿方向，故一定沿AO方向的是方向的是F。 (2)一個(gè)力的作用效果與兩個(gè)力的作用效果相同，它們一個(gè)力的作用效果與兩個(gè)力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替代，故的作用效果可以等效替代，故B正確。正確。 (3)根據(jù)根據(jù)“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)的操作規(guī)程實(shí)驗(yàn)的操作

12、規(guī)程可知，有重要遺漏的步驟的序號(hào)是可知，有重要遺漏的步驟的序號(hào)是C、E。 在在C中未記下兩條細(xì)繩的方向，中未記下兩條細(xì)繩的方向，E中未說明是否把中未說明是否把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O。 答案答案(1)F(2)B(3)CEC中應(yīng)加上中應(yīng)加上“記記下兩條細(xì)繩的方向下兩條細(xì)繩的方向”E中應(yīng)說明中應(yīng)說明“把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置一位置O”題組演練題組演練1在在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，合力與分力的實(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)彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧

13、被拉長(zhǎng)B固定橡皮條的圖釘受拉力產(chǎn)生形變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)度使橡皮條在同一方向上伸長(zhǎng)到同一長(zhǎng)度解析：合力與分力之間是等效替代關(guān)系，所以在實(shí)驗(yàn)解析：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。同一位置。答案：答案：D2.(2013合肥模擬合肥模擬)甲、乙和丙三位同學(xué)做甲、乙和丙三位同學(xué)做“互成角度的兩個(gè)力互成角度的兩個(gè)力的合成的合成”的實(shí)驗(yàn)，所用彈簧測(cè)力計(jì)的量程為的實(shí)驗(yàn)，所用彈簧測(cè)力計(jì)的量程為05 N，他們都，他們

14、都把橡皮條的一端固定在木板上的把橡皮條的一端固定在木板上的A點(diǎn)，橡皮條的另一端通點(diǎn)，橡皮條的另一端通過細(xì)繩連接彈簧測(cè)力計(jì)，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條的另過細(xì)繩連接彈簧測(cè)力計(jì)，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一確定的一端拉到某一確定的O點(diǎn)，如圖實(shí)點(diǎn)，如圖實(shí)34所示，此時(shí)細(xì)繩所示，此時(shí)細(xì)繩都與平板平行，用都與平板平行，用F1和和F2表示拉力的方向和大小。表示拉力的方向和大小。甲同學(xué)甲同學(xué)F1和和F2的方向互相垂直，的方向互相垂直，F(xiàn)13.0 N、F23.8 N；乙；乙同學(xué)同學(xué)F1和和F2方向間的夾角約為方向間的夾角約為30，F(xiàn)1F24.0 N；丙同；丙同學(xué)學(xué)F1和和F2方向間的夾角約為方向間的

15、夾角約為120，F(xiàn)1F24.0 N。這三。這三位同學(xué)中操作不合適的是哪一位？并說明原因。位同學(xué)中操作不合適的是哪一位？并說明原因。圖實(shí)圖實(shí)34解析：在用彈簧測(cè)力計(jì)拉結(jié)點(diǎn)解析：在用彈簧測(cè)力計(jì)拉結(jié)點(diǎn)O時(shí)，兩個(gè)互成角度的彈簧測(cè)力時(shí)，兩個(gè)互成角度的彈簧測(cè)力計(jì)的拉力不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程，當(dāng)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)計(jì)的拉力不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程，當(dāng)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將結(jié)點(diǎn)將結(jié)點(diǎn)O也拉到相同位置時(shí)，拉力也不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的量也拉到相同位置時(shí)，拉力也不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程，但乙同學(xué)的操作中，程，但乙同學(xué)的操作中，F(xiàn)1和和F2的合力大于的合力大于5 N，故當(dāng)用一個(gè)，故當(dāng)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)將拉不到彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)

16、將拉不到O點(diǎn)。點(diǎn)。答案：乙同學(xué)原因見解析答案：乙同學(xué)原因見解析數(shù)據(jù)處理與誤差分析數(shù)據(jù)處理與誤差分析 例例2(2012浙江高考浙江高考)在在“探究求合力的方法探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧秤。現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧秤。 (1)為完成實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)另找來一根彈簧，先測(cè)量其勁度為完成實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)另找來一根彈簧，先測(cè)量其勁度系數(shù)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：系數(shù)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：彈力彈力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸長(zhǎng)量伸長(zhǎng)量x (102 m) 0.741.802.803.724.605.586.4

17、2用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k_N/m。 (2)某次實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤的指針位置如圖實(shí)某次實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤的指針位置如圖實(shí)35所所示，其讀數(shù)為示，其讀數(shù)為_N，同時(shí)利用，同時(shí)利用(1)中結(jié)果獲得彈簧中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為上的彈力值為2.50 N，請(qǐng)畫出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力，請(qǐng)畫出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合合； (3)由圖得到由圖得到F合合_N。圖實(shí)圖實(shí)35 (2)讀出彈簧秤的讀數(shù)為讀出彈簧秤的讀數(shù)為2.10 N(保留三位有效數(shù)字保留三位有效數(shù)字)；以；以O(shè)為頂點(diǎn)，畫出兩彈簧的繩套方向就是兩拉力方向，再確為頂點(diǎn)，畫出兩彈簧的繩套方向就是兩拉力方向，再確定并畫好力的標(biāo)度，畫出

18、兩拉力的圖示，以兩拉力為鄰邊定并畫好力的標(biāo)度，畫出兩拉力的圖示，以兩拉力為鄰邊作出平行四邊形，畫出平行四邊形的對(duì)角線，即合力作出平行四邊形，畫出平行四邊形的對(duì)角線，即合力F合合。 (3)用刻度尺量出合力的長(zhǎng)度，根據(jù)確定的標(biāo)度算出合用刻度尺量出合力的長(zhǎng)度，根據(jù)確定的標(biāo)度算出合力的大小。力的大小。答案答案(1)如圖如圖55(2內(nèi)均可內(nèi)均可)圖實(shí)圖實(shí)36(2)2.10(說明：有效數(shù)字位數(shù)正確，說明：有效數(shù)字位數(shù)正確，0.02內(nèi)均可內(nèi)均可)圖實(shí)圖實(shí)37(3)3.3(說明：說明：0.2內(nèi)均可內(nèi)均可)題組演練題組演練3(2013?？谀M海口模擬)將橡皮筋的一端固定在將橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根

19、細(xì)點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5 N、最小刻度為、最小刻度為0.1 N的彈簧的彈簧測(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)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)端拉到端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖實(shí)點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖實(shí)38甲所示。甲所示。(1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為_ N和和_ N。圖實(shí)圖實(shí)38(2)在如圖乙所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的在如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。合力。解析：解析：(1)

20、彈簧測(cè)力計(jì)的最小刻度為彈簧測(cè)力計(jì)的最小刻度為0.1 N，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀一位，所以讀數(shù)分別為讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀一位，所以讀數(shù)分別為2.50 N和和4.00 N。(2)取一個(gè)小方格的邊長(zhǎng)表示取一個(gè)小方格的邊長(zhǎng)表示0.50 N，作，作出兩個(gè)力及它們的合力如圖所示。出兩個(gè)力及它們的合力如圖所示。答案：答案：(1)2.504.00(2)見解析見解析4某同學(xué)在學(xué)完某同學(xué)在學(xué)完“力的合成力的合成”后，想在家里做實(shí)驗(yàn)后，想在家里做實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證力的驗(yàn)證力的平行四邊形定則平行四邊形定則”。他從學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室里借來兩個(gè)彈簧秤，。他從學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室里借來兩個(gè)彈簧秤，按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。A在墻上貼一張白紙用來記錄

21、彈簧秤彈力的大小和方向在墻上貼一張白紙用來記錄彈簧秤彈力的大小和方向B在一個(gè)彈簧秤的下端懸掛一裝滿水的水杯，記下靜止在一個(gè)彈簧秤的下端懸掛一裝滿水的水杯，記下靜止時(shí)彈簧秤的讀數(shù)時(shí)彈簧秤的讀數(shù)FC將一根大約將一根大約30 cm長(zhǎng)的細(xì)線從杯帶中穿過，再將細(xì)線長(zhǎng)的細(xì)線從杯帶中穿過，再將細(xì)線兩端分別拴在兩個(gè)彈簧秤的掛鉤上。在靠近白紙?zhí)幱脙啥朔謩e拴在兩個(gè)彈簧秤的掛鉤上。在靠近白紙?zhí)幱檬謱?duì)稱地拉開細(xì)線，使兩個(gè)彈簧秤的示數(shù)相等，在白手對(duì)稱地拉開細(xì)線，使兩個(gè)彈簧秤的示數(shù)相等，在白紙上記下細(xì)線的方向，彈簧秤的示數(shù)如圖實(shí)紙上記下細(xì)線的方向，彈簧秤的示數(shù)如圖實(shí)39甲甲所示所示D在白紙上按一定標(biāo)度作出兩個(gè)彈簧秤的彈力

22、的圖示，在白紙上按一定標(biāo)度作出兩個(gè)彈簧秤的彈力的圖示，如圖乙所示，根據(jù)力的平行四邊形定則可求出這兩個(gè)如圖乙所示，根據(jù)力的平行四邊形定則可求出這兩個(gè)力的合力力的合力F圖實(shí)圖實(shí)39(1)在步驟在步驟C中，彈簧秤的讀數(shù)為中，彈簧秤的讀數(shù)為_N。(2)在步驟在步驟D中，合力中，合力F_N。(3)若若_，就可以驗(yàn)證力的平行四邊形定則。，就可以驗(yàn)證力的平行四邊形定則。解析：解析：(1)彈簧秤讀數(shù)時(shí)需要估讀，最終的讀數(shù)要以有效數(shù)字的彈簧秤讀數(shù)時(shí)需要估讀，最終的讀數(shù)要以有效數(shù)字的形式給出，根據(jù)圖甲彈簧秤指針的位置，可讀出力的大小為形式給出，根據(jù)圖甲彈簧秤指針的位置，可讀出力的大小為3.00 N。(2)根據(jù)力的

23、大小可以用線段的長(zhǎng)度來表示，利用刻度尺和三角根據(jù)力的大小可以用線段的長(zhǎng)度來表示，利用刻度尺和三角板在圖乙上由已知的兩個(gè)力作出平行四邊形，測(cè)量出平行四邊板在圖乙上由已知的兩個(gè)力作出平行四邊形，測(cè)量出平行四邊形的對(duì)角線的長(zhǎng)度，與標(biāo)度形的對(duì)角線的長(zhǎng)度，與標(biāo)度1 N的長(zhǎng)度進(jìn)行比較，可求出的長(zhǎng)度進(jìn)行比較，可求出F的的大小為大小為(5.20.2) N。(3)若若F在豎直方向且數(shù)值與在豎直方向且數(shù)值與F近似相等，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的近似相等，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)可以驗(yàn)證力的平行四邊形定則。范圍內(nèi)可以驗(yàn)證力的平行四邊形定則。答案：答案：(1)3.00(2)5.20.2(3)F在豎直方向且數(shù)值與在豎直方向且數(shù)

24、值與F近似相近似相等等實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新 例例3“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)中實(shí)驗(yàn)中 (1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容：部分實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容： A將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細(xì)線。板上，另一端綁上兩根細(xì)線。 B在其中一根細(xì)線上掛上在其中一根細(xì)線上掛上5個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖實(shí)筋拉伸，如圖實(shí)310甲所示，記錄：甲所示，記錄：_、_、_。圖實(shí)圖實(shí)310 C將步驟將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細(xì)線上掛上中的鉤碼取下，分別在兩根

25、細(xì)線上掛上4個(gè)和個(gè)和3個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細(xì)線使兩細(xì)線互成角度，如圖實(shí)互成角度，如圖實(shí)310乙所示，小心調(diào)整乙所示，小心調(diào)整B、C的位置，的位置，使使_，記錄，記錄_。 解析解析(1)根據(jù)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)步驟可根據(jù)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)步驟可知：知：B中應(yīng)記錄的是：結(jié)點(diǎn)中應(yīng)記錄的是：結(jié)點(diǎn)O的位置；鉤碼個(gè)數(shù)的位置；鉤碼個(gè)數(shù)(或細(xì)線拉或細(xì)線拉力大小力大小)；拉力方向；拉力方向(或細(xì)線方向或細(xì)線方向)。C中調(diào)整中調(diào)整B、C位置的目位置的目的是使橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)的是使橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)O與步驟與步驟B中記錄的結(jié)點(diǎn)位置中記錄的結(jié)點(diǎn)位置重合

26、，需要記錄的是細(xì)線方向和鉤碼個(gè)數(shù)重合，需要記錄的是細(xì)線方向和鉤碼個(gè)數(shù)(或細(xì)線拉力大或細(xì)線拉力大小小)。 (2)若平行四邊形定則得到驗(yàn)證，設(shè)每個(gè)鉤碼重為若平行四邊形定則得到驗(yàn)證，設(shè)每個(gè)鉤碼重為G，則則F5G、F14G、F23G，由三角函數(shù)關(guān)系可知三力恰，由三角函數(shù)關(guān)系可知三力恰好構(gòu)成直角三角形，則好構(gòu)成直角三角形，則cos 3/5，cos 4/5，所以，所以cos /cos 3/4。 一、本題創(chuàng)新點(diǎn)分析一、本題創(chuàng)新點(diǎn)分析 1.源于教材源于教材本例的實(shí)驗(yàn)原理與教材實(shí)驗(yàn)的原理本例的實(shí)驗(yàn)原理與教材實(shí)驗(yàn)的原理相同，所選用的橡皮筋、細(xì)繩套及驗(yàn)證方法也與本實(shí)驗(yàn)相同，所選用的橡皮筋、細(xì)繩套及驗(yàn)證方法也與本實(shí)驗(yàn)

27、相同。相同。 2.高于教材高于教材本實(shí)驗(yàn)沒有使用彈簧秤測(cè)力的大小，本實(shí)驗(yàn)沒有使用彈簧秤測(cè)力的大小，而是用鉤碼的重力作為繩的拉力，同時(shí)用兩個(gè)光滑硬棒而是用鉤碼的重力作為繩的拉力，同時(shí)用兩個(gè)光滑硬棒調(diào)節(jié)兩繩拉力的方向。調(diào)節(jié)兩繩拉力的方向。 二、本實(shí)驗(yàn)還可以從以下方面進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新二、本實(shí)驗(yàn)還可以從以下方面進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新 (一一)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 在數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)用平行四邊形定則求出的合力的在數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)用平行四邊形定則求出的合力的理論值和用力的圖示直接做出的合力往往不完全重合，理論值和用力的圖示直接做出的合力往往不完全重合，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是什么？如何區(qū)別它們？出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是什么？如何區(qū)別它

28、們？ 提示：理論值與實(shí)際合力不完全重合的原因可能是：提示：理論值與實(shí)際合力不完全重合的原因可能是：兩分力的大小、方向確定存在誤差，做力的圖示、平行兩分力的大小、方向確定存在誤差，做力的圖示、平行四邊形存在誤差等。實(shí)際的合力一定與橡皮筋伸長(zhǎng)的方四邊形存在誤差等。實(shí)際的合力一定與橡皮筋伸長(zhǎng)的方向在一條直線上，而理論值往往與橡皮筋伸長(zhǎng)的方向不向在一條直線上，而理論值往往與橡皮筋伸長(zhǎng)的方向不在一條直線上。在一條直線上。 (二二)實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新 (1)如果提供三個(gè)相同的橡皮筋，可將三個(gè)橡皮筋系如果提供三個(gè)相同的橡皮筋，可將三個(gè)橡皮筋系于一點(diǎn)，互成角度地將它們拉長(zhǎng)，記下各自的拉力方向，于一點(diǎn)

29、，互成角度地將它們拉長(zhǎng)，記下各自的拉力方向，伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度，并測(cè)出原長(zhǎng)，根據(jù)伸長(zhǎng)量確定三個(gè)拉力伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度，并測(cè)出原長(zhǎng)，根據(jù)伸長(zhǎng)量確定三個(gè)拉力的大小關(guān)系，再結(jié)合力的圖示作圖驗(yàn)證平行四邊形定則。的大小關(guān)系，再結(jié)合力的圖示作圖驗(yàn)證平行四邊形定則。 (2)如果提供力傳感器，則可用力傳感器確定各力的如果提供力傳感器，則可用力傳感器確定各力的大小，同時(shí)確定細(xì)繩中拉力的方向，再結(jié)合力的圖示作大小，同時(shí)確定細(xì)繩中拉力的方向，再結(jié)合力的圖示作圖驗(yàn)證平行四邊形定則。圖驗(yàn)證平行四邊形定則。題組演練題組演練圖實(shí)圖實(shí)3115有同學(xué)利用如圖實(shí)有同學(xué)利用如圖實(shí)311所示的裝置所示的裝置來驗(yàn)證力的平行四邊形定則：在豎直來驗(yàn)證

30、力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個(gè)光滑的滑木板上鋪有白紙，固定兩個(gè)光滑的滑輪輪A和和B，將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)，將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O，每個(gè)，每個(gè)鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，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根據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力FTOA、FTOB和和FTOC，回答下列問題：，回答下列問題：(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。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

31、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_。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三段繩子的方三段繩子的方 向向B量出量出OA、OB、OC三段繩子的長(zhǎng)度三段繩子的長(zhǎng)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)為圖實(shí)在作圖時(shí)，你認(rèn)為圖實(shí)312中正確的是中正確的是(填填“A”或或“B”)_。圖實(shí)圖實(shí)312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：|F1F2| F3 F1F2，因此，因此B、C、D選項(xiàng)是可以的。選項(xiàng)是可以的。(2)A(3)實(shí)

32、驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)中F3是豎直向下的，因此是豎直向下的，因此A項(xiàng)正確，項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：答案：(1)BCD(2)A(3)A6.某同學(xué)在家中嘗試某同學(xué)在家中嘗試“驗(yàn)證平行四邊形定則驗(yàn)證平行四邊形定則”，他找到三條相同的橡皮筋他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、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)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)為上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三，將第三

33、條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物，如圖實(shí)條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物，如圖實(shí)313所示。所示。圖實(shí)圖實(shí)313(1)為完成該實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是為完成該實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是_。a測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度b測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng)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)記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是可采用的方法是_。解析：解析：(1)運(yùn)用等效思想來驗(yàn)證平行四邊形定則，即要驗(yàn)運(yùn)用等效思想來驗(yàn)證平行四邊形定則，即要驗(yàn)證以兩力為鄰邊作平行四邊形，其對(duì)角線是否和合力相證以兩力為鄰邊作平行四邊形，其對(duì)角線是否和合力相符。本小題中結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力，其中兩個(gè)力的合力與第三符。本小題中結(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，然后作出個(gè)力等大反向，故先測(cè)出各力的大小和方向，然后作出各力的圖示，以兩邊為鄰邊做平行四邊形，如果在實(shí)驗(yàn)各力的圖示，以兩邊為鄰邊做平行四邊形，如果在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)平行四邊形的對(duì)角線與第三個(gè)力等大反向，誤差范圍內(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)