高考物理復習實驗03探究力的平行四邊形定則市賽課公開課一等獎省名師獲獎課件

運動描述勻變速直線運動第一章試驗三探究力平行四邊形定則1/2802實驗能力03實驗創(chuàng)新欄目導航01實驗基礎04模擬演練2/2801實驗基礎一、試驗目標1．掌握彈簧測力計正確使用方法．2．驗證互成角度兩個力合成時平行四邊形定則．3/28二、試驗原理互成角度兩個力與一個力產(chǎn)生相同效果，看它們用平行四邊形定則求出協(xié)力與這一個力是否在試驗誤差允許范圍內(nèi)相等．三、試驗器材木板、白紙、圖釘若干，橡皮條、細繩、彈簧秤兩個、三角板、刻度尺4/28四、試驗步驟1．用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上木板上．2．用兩個彈簧秤分別鉤拉兩個細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點抵達某一位置O．3．用鉛筆描下結(jié)點O位置和兩條細繩方向，并統(tǒng)計彈簧秤讀數(shù)，利用刻度尺和三角板依據(jù)平行四邊形定則求出協(xié)力F．4．只用一個彈簧秤，經(jīng)過細繩套把橡皮條結(jié)點拉到與前面相同位置O，記下彈簧秤讀數(shù)F′和細繩方向．5．比較F′與用平行四邊形定則求得協(xié)力F，在試驗誤差允許范圍內(nèi)是否相等．5/28 某同學做“驗證力平行四邊形定則”試驗情況如圖甲所表示，其中A為固定橡皮條圖釘，O為橡皮條與細繩結(jié)點，OB和OC為細繩，圖乙是在白紙上依據(jù)試驗結(jié)果畫出圖．圖甲圖乙

6/28(1)假如沒有操作失誤，圖乙中F與F′兩力中，方向一定沿AO方向是__________(2)本試驗采取科學方法是__________A．理想試驗法 B．等效替換法C．控制變量法 D．建立物理模型法(3)試驗時，主要步驟是：A．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；B．用圖釘把橡皮條一端固定在板上A點，在橡皮條另一端拴上兩條細繩，細繩另一端系著繩套；7/28C．用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點抵達某一位置O，統(tǒng)計下O點位置，讀出兩個彈簧測力計示數(shù)；D．按選好標度，用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計拉力F1和F2圖示，并用平行四邊形定則求出協(xié)力F；E．只用一個彈簧測力計，經(jīng)過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計示數(shù)，記下細繩方向，按同一標度作出這個力F′圖示；F．比較F′和F大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論．上述步驟中：①有主要遺漏步驟序號是____________和____________；②遺漏內(nèi)容分別是____________和____________．8/28解析：(1)由一個彈簧測力計拉橡皮條至O點拉力一定沿AO方向；而依據(jù)平行四邊形定則作出協(xié)力，因為誤差存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向是F′.(2)一個力作用效果與兩個力作用效果相同，它們作用效果能夠等效替換，故B正確．(3)①依據(jù)“驗證力平行四邊形定則”試驗操作規(guī)程可知，有主要遺漏步驟序號是C、E.②在C中未記下兩條細繩方向，E中未說明是否把橡皮條結(jié)點拉到同一位置O．答案：(1)F′(2)B(3)①CE②C中應加上“記下兩條細繩方向”E中應說明“把橡皮條結(jié)點拉到同一位置O”9/2802實驗能力一、彈簧測力計使用1．將兩只彈簧測力計調(diào)零后水平互鉤對拉過程中，讀數(shù)相同，可選；若不一樣，應另換或調(diào)校，直至相同為止．2．使用時，讀數(shù)應盡可能大些，但不能超出范圍．3．被測力方向應與軸線方向一致．4．讀數(shù)時應正對、平視刻度．10/28二、注意事項1．位置不變：在同一次試驗中，使橡皮條拉長時結(jié)點位置一定要相同．2．角度適當：用兩個彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時，其夾角不宜太小，也不宜太大，以60°～100°之間為宜．3．在協(xié)力不超出量程及在橡皮條彈性程度內(nèi)形變應盡可能大一些，細繩套應適當長一些，便于確定力方向．4．統(tǒng)一標度：在同一次試驗中，畫力圖示選定標度要相同，而且要恰當選定標度，使力圖示稍大一些．11/28三、誤差分析1．誤差起源：除彈簧測力計本身誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等．2．減小誤差方法：(1)試驗過程中讀數(shù)時眼睛一定要正視彈簧測力計刻度，要按有效數(shù)字和彈簧測力計精度正確讀數(shù)和統(tǒng)計．(2)作圖時用刻度尺借助于三角板，使表示兩力對邊一定要平行．12/2813/2814/28解析：(1)如題給測力計示數(shù)可知，讀數(shù)為4.0N．(2)作力F1、F2圖示，作出協(xié)力F合，F(xiàn)合長為20mm，所以F合大小為4.0N，F(xiàn)合與拉力F夾角正切值為0.05．答案：(1)4.0(2)(i)看法析圖(ii)4.00.0515/28[跟蹤訓練]1．(·山西太原模擬)在“驗證力平行四邊形定則”試驗中，試驗小組找到一組橡皮筋和一個彈簧測力計，他們進行了以下操作，請將試驗操作和處理補充完整．圖1圖2

16/28(1)用刻度尺測量橡皮筋自然長度L＝20cm；(2)將橡皮筋一端固定在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉橡皮筋另一端，測量橡皮筋長度，統(tǒng)計測力計示數(shù)，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：橡皮筋彈力與其伸長量成正比，且百分比系數(shù)為k＝0.10N/cm；(3)將橡皮筋兩端固定在水平面上A、B兩點，A、B兩點間距為20cm；(4)將彈簧測力計掛在橡皮筋中點，用手在水平面內(nèi)沿垂直方向拉測力計，穩(wěn)定后如圖1所表示，測得橡皮筋總長度為40cm.彈簧測力計示數(shù)如圖2所表示，則讀數(shù)為F＝____________N；(5)依據(jù)上述數(shù)據(jù)可求橡皮筋此時彈力T＝__________N；(6)在圖1中依據(jù)給出標度，作出橡皮筋對掛鉤拉力協(xié)力F′圖示；(7)比較F′與____________(填物理量符號)大小是否相等、方向是否相同，即可得出試驗結(jié)論．17/28解析：(4)由圖2可知彈簧測力計讀數(shù)為3.46N；(5)橡皮筋形變量為40cm－20cm＝20cm＝0.2m，所以彈力F＝kx＝2.0N；(6)如圖．(7)理論上橡皮筋協(xié)力與彈簧拉力等大反向，所以要比較F′與F大小是否相等、方向是否相同．答案：(4)3.46(3.45～3.47)(5)2.00(2或2.0)(6)看法析圖(7)F18/2803實驗創(chuàng)新以本試驗為背景，以試驗中操作注意事項、誤差起源設置條件，或經(jīng)過改變試驗條件、試驗儀器設置題目．1．對試驗原理了解、試驗方法遷移19/2820/28圖甲

F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.0521/28③找出②中F＝2.50N時橡皮筋兩端位置，重新標識為O、O′，橡皮筋拉力記為FOO′．④在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所表示．用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋兩端，使秤鉤下端到達O點，將兩筆尖位置標識為A、B，橡皮筋OA段拉力記為FOA，OB段拉力記為FOB．圖乙

22/28完成以下作圖和填空：(1)利用表中數(shù)據(jù)在圖丙中畫出F-l圖線，依據(jù)圖線求得l0＝__________cm．圖丙

23/28(2)圖丁中測得OA＝6.00cm，OB＝7.60cm，則FOA大小為____________N．(3)依據(jù)圖丁中給出標度，作出FOA和FOB協(xié)力F′圖示．(4)經(jīng)過比較F′與____________大小和方向，即可得出試驗結(jié)論．圖丁

24/28解析：(1)依據(jù)表格數(shù)據(jù)，作出F-l圖線，圖線橫截距即表示橡皮筋原長，所以l0＝10.0cm.(2)橡皮筋總長l＝OA＋OB＝13.60cm，依據(jù)F-l圖線，可讀出彈簧長度l＝13.60cm時橡皮筋拉力為1.80N．(3)依據(jù)平行四邊形定則作圖，對