高中物理 第二章(二)驗(yàn)證力的平行四邊形定則課件 新人教版必修1.ppt
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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握彈簧測(cè)力計(jì)的正確使用方法.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.二、實(shí)驗(yàn)原理用一個(gè)力F′和兩個(gè)力F1、F2分別使同一條一端固定的橡皮條伸長(zhǎng)到某點(diǎn),則它們的作用效果相同,所以一個(gè)力F′就是這兩個(gè)力F1和F2的合力.作出力F′的圖示,再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示,比較F和F′的大小和方向是否都相同.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.,(二)驗(yàn)證力的平行四邊形定則,三、實(shí)驗(yàn)器材方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、三角板、刻度尺、圖釘(幾個(gè))、鉛筆.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.2.用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn),橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套.3.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)伸長(zhǎng)到某一位置O,如圖所示,記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù),用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩套的方向.,4.只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O,記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向.5.改變兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向,再重做兩次實(shí)驗(yàn).,五、數(shù)據(jù)處理1.從結(jié)點(diǎn)O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F1和F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊作平行四邊形,過(guò)O點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線,此對(duì)角線即為合力F的圖示.2.從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出一只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F′的圖示.3.比較F與F′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.六、誤差分析1.讀數(shù)誤差彈簧測(cè)力計(jì)數(shù)據(jù)在允許的情況下,盡量大一些,讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視,要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄.,2.作圖誤差(1)結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的方向畫得不準(zhǔn)確,造成作圖誤差.(2)兩個(gè)分力的起始夾角α太大,如大于120,再重復(fù)做兩次實(shí)驗(yàn),為保證結(jié)點(diǎn)O位置不變(即保證合力不變),則α變化范圍不大,因而彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化不顯著,讀數(shù)誤差較大,導(dǎo)致作圖產(chǎn)生較大誤差.(3)作圖比例不恰當(dāng)、不準(zhǔn)確等造成作圖誤差.,七、注意事項(xiàng)1.使用彈簧測(cè)力計(jì)前,要先調(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,向相反方向拉,如果兩個(gè)示數(shù)相同方可使用.2.細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些,便于確定力的方向.不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線,應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn),去掉細(xì)繩套后,再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連接,即可確定力的方向.3.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60~100之間為宜.4.在同一次實(shí)驗(yàn)中,橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置必須相同.,5.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)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.6.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.,類型一實(shí)驗(yàn)原理和誤差分析【例1】某同學(xué)在做“互成角度的兩個(gè)力的合成”的實(shí)驗(yàn)時(shí),利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置O點(diǎn)以及兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小,如圖(a)所示.,(a)(b),(1)試在圖(a)中作出F1和F2的合力圖示,并用F表示此力.(2)有關(guān)此實(shí)驗(yàn),下列敘述正確的是()A.兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力,兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是分力C.兩次拉橡皮筋時(shí),需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O,這樣做的目的是保證兩次彈簧測(cè)力計(jì)拉力的效果相同D.若只增大某一只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變,只需調(diào)整另一只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小即可(3)圖(b)所示是甲和乙兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果,其中哪一個(gè)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)?(力F′是用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的圖示)答:____________________________________________________,(4)在以上比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)中,造成誤差的主要原因是:(至少寫出兩種情況)________________________________________________________________________________________________________________________________________________.【解析】(1)以F1、F2為鄰邊作平行四邊形,其對(duì)角線OF即為所求的合力(如圖所示).,(2)兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與橡皮筋的拉力的合力為零,它們之間不是合力與分力的關(guān)系,B錯(cuò)誤;結(jié)點(diǎn)位置不變,合力不變,當(dāng)一只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小改變時(shí),另一只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小和方向必須都改變,故D錯(cuò)誤;正確的選項(xiàng)為A、C.(3)用平行四邊形定則求出的合力可以與橡皮筋拉力的方向有偏差,但用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉結(jié)點(diǎn)的拉力與橡皮筋拉力一定在同一直線上,故甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)事實(shí).(4)①F1的方向比真實(shí)方向偏左;②F2的大小比真實(shí)值偏小且方向比真實(shí)方向偏左;③作圖時(shí)兩虛線沒有分別與F1線和F2線平行.(任選其二)【答案】(1)見解析圖(2)AC(3)甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)(4)見解析,類型二實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)【例2】(2013年衡陽(yáng)模擬)如圖所示,某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)裝置研究支架上力的分解.A、B為兩個(gè)相同的雙向力傳感器,該型號(hào)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正,受到壓力時(shí)讀數(shù)為負(fù).A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩,可沿固定的板做圓弧形移動(dòng).B固定不動(dòng),通過(guò)光滑鉸鏈連接長(zhǎng)0.3m的桿.將細(xì)繩連接在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架.保持桿在水平方向,按如下步驟操作:,①測(cè)量繩子與水平桿的夾角∠AOB=θ②對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零③用另一根繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼,記錄兩個(gè)傳感器的讀數(shù)④取下鉤碼,移動(dòng)傳感器A改變?chǔ)冉侵貜?fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,得到表格.(1)根據(jù)表格,A傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力____________(選填“F1”或“F2”).鉤碼質(zhì)量為____________kg(保留一位有效數(shù)字).,(2)本實(shí)驗(yàn)中多次對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零,對(duì)此操作說(shuō)明正確的是()A.因?yàn)槭孪韧浾{(diào)零B.何時(shí)調(diào)零對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響C.為了消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響D.可以完全消除實(shí)驗(yàn)的誤差【解析】(1)A傳感器中的力均為正值,故A傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力F1,平衡時(shí),mg=F1sinθ,當(dāng)θ=30時(shí),F(xiàn)1=1.001N,可求得m=0.05kg.(2)在掛鉤碼之前,對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零,目的是為了消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響,故C正確.【答案】(1)F10.05(2)C,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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