2019届江苏专用高考物理大一轮复习第二章相互作用实验二力的平行四边形定则讲义.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,实验二力的平行四边形定则,第二章,相互作用,内容索引,过好双基关,命题点,一,教材原型实验,命题点,二,实验拓展创新,1,过好双基关,1.,实验原理,互成角度的两个力,F,1,、,F,2,与另外一个力,F,产生相同的效果，看,F,1,、,F,2,用平行四边形定则求出的合力,F,与,F,在实验误差允许范围内是否相同,.,2.,实验器材,木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺,.,3.,实验步骤,(1),用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上,.,基本实验要求,(2),用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置,O,.,如图甲所示,.,(3),用铅笔描下结点,O,的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力,F,.,(4),只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置,O,，记下弹簧测力计的读数,F,和细绳的方向，如图乙所示,.,(5),比较,F,与用平行四边形定则求得的合力,F,，看它们在实验误差允许的范围内是否相同,.,1.,正确使用弹簧测力计,(1),将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止,.,(2),使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围,.,(3),被测力的方向应与轴线方向一致,.,(4),读数时应正对、平视刻度,.,规律方法总结,2.,注意事项,(1),位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同，是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用效果相同，这是利用了等效替代的思想,.,(2),角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以,60,100,之间为宜,.,(3),在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些,.,细绳套应适当长一些，便于确定力的方向,.,(4),统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些,.,3.,误差分析,(1),误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等,.,(2),减小误差的办法：,实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘，要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录,.,作图时使用刻度尺，并借助于三角板，使表示两力的对边一定要平行,.,命题点一,教材原型实验,2,某同学做,“,验证力的平行四边形定则,”,的实验情况如图甲所示，其中,A,为固定橡皮条的图钉，,O,为橡皮条与细绳的结点，,OB,和,OC,为细绳,.,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图,.,【,例,1】,(1),如果没有操作失误，图乙中的,F,与,F,两力中，方向一定沿,AO,方向的是,_.,答案,分析,F,真实值,(2),本实验采用的科学方法是,A.,理想实验法,B.,等效替代法,C.,控制变量法,D.,建立物理模型法,答案,(3),实验时，主要的步骤是：,A.,在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；,B.,用图钉把橡皮条的一端固定在板上的,A,点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳,的另一端系着绳套；,C.,用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到,达某一位置,O,，记录下,O,点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；,D.,按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力,F,1,和,F,2,的图示，并用,平行四边形定则求出合力,F,；,E.,只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，,记下细绳的方向，按同一标度作出这个力,F,的图示；,F.,比较,F,和,F,的大小和方向，看它们是否相同，得出结论,.,上述步骤中，,有重要遗漏的步骤的序号是,_,和,_,；,遗漏的内容分别是,_,和,_,_,。,答案,C,E,C,中应加上,“,记下两条细绳的方向,”,E,中应说明,“,把橡皮条,的结点拉到同一位置,O,”,1.,某同学做,“,验证力的平行四边形定则,”,的实验装置如图甲所示，其中,A,为固定橡皮条的图钉，,O,为橡皮条与细绳的结点，,OB,和,OC,为细绳,.,根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，已知实验过程中操作正确,.,题组阶梯突破,(1),乙图中,F,1,、,F,2,、,F,、,F,四个力，其中力,_(,填上述字母,),不是由弹簧测力计直接测得的,.,实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是,_(,填正确选项前字母,).,A.,两个弹簧测力计拉力,F,1,和,F,2,的大小之和等于一个弹簧,测力计拉力的大小,B.,橡皮条沿同一方向伸长,C.,橡皮条伸长到同一长度,D.,橡皮条沿同一方向伸长同一长度,F,D,答案,(2),丙图是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为,_ N.,9.0,答案,分析,2.,有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮,A,和,B,，将绳子打一个结点,O,，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力,F,T,OA,、,F,T,OB,和,F,T,OC,，回答下列问题：,(1),改变钩码个数，实验能完成的是,A.,钩码的个数,N,1,N,2,2,，,N,3,4,B.,钩码的个数,N,1,N,3,3,，,N,2,4,C.,钩码的个数,N,1,N,2,N,3,4,D.,钩码的个数,N,1,3,，,N,2,4,，,N,3,5,答案,(2),在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是,A.,标记结点,O,的位置，并记录,OA,、,OB,、,OC,三段绳子的方向,B.,量出,OA,、,OB,、,OC,三段绳子的长度,C.,用量角器量出三段绳子之间的夹角,D.,用天平测出钩码的质量,答案,(3),在作图时，你认为图中,_(,选填,“,甲,”,或,“,乙,”,),是正确的,.,甲,答案,命题点二,实验拓展创新,3,某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则,.,实验步骤：,将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向,.,如图所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一,端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，,将橡皮筋两端的位置标记为,O,1,、,O,2,，记录弹簧秤的示数,F,，测,量并记录,O,1,、,O,2,间的距离,(,即橡皮筋的长度,l,).,每次将弹簧秤示,数改变,0.50 N,，测出所对应的,l,，部分数据如下表所示：,【,例,2】,F,(N),0,0.50,1.00,1.50,2.00,2.50,l,(cm),l,0,10.97,12.02,13.00,13.98,15.05,找出,中,F,2.50 N,时橡皮筋两端的位置，重新标记为,O,、,O,，橡皮筋的拉力记为,F,O,O,.,在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤,钩上，如图所示,.,用两圆珠笔尖成适当角度同时,拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到,O,点，将两,笔尖的位置标记为,A,、,B,，橡皮筋,OA,段的拉力记,为,F,OA,，,OB,段的拉力记为,F,OB,.,完成下列作图和填空：,(1),利用表中数据在图坐标纸上画出,Fl,图线，根据图线求得,l,0,_cm.,答案,分析,10.0(9.8,、,9.9,、,10.1,均正确,),(2),测得,OA,6.00 cm,，,OB,7.60 cm,，,则,F,OA,的大小为,_N.,1.80(1.70,1.90,均正确,),可计算橡皮筋的劲度系数,若,OA,6.00 cm,，,OB,7.60 cm,，则橡皮筋的弹力为,F,k,x,50,(6.00,7.60,10.00),10,2,N,1.80 N,则此时,F,OA,F,1.80 N,答案,解析,(3),根据给出的标度，在图中作出,F,OA,和,F,OB,的合力,F,的图示,.,F,OB,F,OA,1.80 N,，两力的合力,F,如图乙所示,.,答案,见解析图乙,解析,(4),通过比较,F,与,_,的大小和方向，即可得出实验结论,.,答案,解析,F,OO,的作用效果和,F,OA,、,F,OB,两个力共同作用的效果相同，,F,是,F,OA,、,F,OB,两个力的合力，所以通过比较,F,和,F,OO,的大小和方向，可得出实验结论,.,F,OO,实验拓展创新的两种方法,以本实验为背景，以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件，或通过改变实验条件、实验仪器设置题目,.,1.,对实验原理的理解、实验方法的迁移,方法感悟,2.,实验器材的改进,题组阶梯突破,3.,某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋,(,遵循胡克定律,),和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一,端与细绳连接，结点为,O,，细绳下挂一重物，两橡皮,筋的另一端也都连有细绳,.,实验时，先将一条橡皮筋,的另一端的细绳固定在墙上的钉子,A,上，另一条橡皮,筋任其下垂，如图甲所示；再将另一条橡皮筋的,另一端的细绳固定在墙上的钉子,B,上，如图乙所示,.,(1),为完成实验，下述操作中必需的是,a.,两橡皮筋的另一端连接的细绳,a,、,b,长度要相同,b.,要测量橡皮筋的原长,c.,要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度,d.,要记录图甲中结点,O,的位置及过结点,O,的竖直方向,e.,要记录图乙中结点,O,的位置及过结点,O,的竖直方向,答案,解析,首先应明白该实验的实验原理，即用橡皮筋的伸长量来表示弹力的大小，所以实验中一定要测橡皮筋的长度，而没必要关心细绳,a,、,b,的长度，选项,b,和,c,中的操作是需要的，为了确保力的合成的等效性，需要记录题图乙中结点,O,的位置及过结点,O,的竖直方向，选项,e,中的操作是必需的,.,(2),对该实验,“,两条相同的橡皮筋,”,的要求的理解正确的是,a.,橡皮筋的材料和原长相同即可,b.,橡皮筋的材料和粗细相同即可,c.,橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同,答案,解析,为了能用橡皮筋的伸长量表示弹力大小，满足,F,kx,，应让,k,值相同，即橡皮筋的材料、粗细、原长均要相同，选项,c,正确,.,4.(2014,江苏,11),小明通过实验验证力的平行四边形定则,.,(1),实验记录纸如图所示，,O,点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力,F,1,和,F,2,的方向分别过,P,1,和,P,2,点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力,F,3,的方向过,P,3,点,.,三个力的大小分别为：,F,1,3.30 N,、,F,2,3.85 N,和,F,3,4.25 N.,请根据图中给出的标度作图求出,F,1,和,F,2,的合力,.,作出的图示,如图所示,.,答案,见解析图,(,F,合,4.6,4.9 N,都算对,),解析,(2),仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果,.,他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响,.,实验装置如图,甲,所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于,O,点，下端,N,挂一重物,.,用与白纸平行的水平力缓慢地移动,N,，在白纸上记录下,N,的轨迹,.,重复上述过程，再次记录下,N,的轨迹,.,两次实验记录的轨迹如图,乙,所示,.,过,O,点作,一条直线与轨迹交于,a,、,b,两点，则实验中,橡皮筋分别被拉伸到,a,和,b,时所受拉力,F,a,、,F,b,的大小关系为,_.,答案,解析,F,a,F,b,甲,乙,重物受力情况如图所示，由于重力不变，两次实验时，橡皮筋拉力,F,T,的方向相同，故水平拉力,F,大小相等，即,F,a,F,b,.,(3),根据,(2),中的实验，可以得出的实验结果,_.(,填写选项前的字母,),A.,橡皮筋的长度与受到的拉力成正比,B.,两次受到的拉力相同时，橡皮筋,第,2,次的长度较长,C.,两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋,第,2,次受到的拉力较大,D.,两次受到的拉力相同时，拉力越大，,橡皮筋两次的长度之差越大,答案,(4),根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项,.,答案,解析,橡皮筋拉伸不宜过长，选用新橡皮筋等可减小误差,.,橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋,.(,或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧,.),