版高考物理人教版山东一轮复习实验探究两个互成角度的力的合成规律共张PPT课件.pptx

对应演练实验3探究两个互成角度的力的 合成规律对应演练-2-一、实验目的探究两个互成角度的力的合成规律。二、实验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F产生相同的效果,看F1、F2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。三、实验器材木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)。对应演练-3-四、实验步骤1 1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的木板上。2 2.用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。3 3.用两只弹簧测力计a、b分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O,如图所示。记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。4 4.只用一只弹簧测力计c通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。5 5.改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做实验两次。对应演练-4-五、数据处理1 1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出a、b这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示。2 2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中弹簧测力计c的拉力F的图示。3 3.比较F与F是否完全重合或几乎重合,从而验证平行四边形定则。对应演练-5-六、误差分析1 1.系统误差:弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计。2 2.偶然误差:弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力F1、F2的夹角适当大些。3 3.减小误差的办法:(1)实验过程中读数时视线要垂直弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录。(2)作图时用刻度尺借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行。对应演练-6-七、注意事项1 1.使用弹簧测力计前,要先调整指针使其指在零刻度处;再将两只弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,如果两个示数相同方可使用。2 2.实验中的两个细绳套不要太短。3 3.在同一次实验中,橡皮条拉长时结点到达的位置一定要相同。4 4.用两只弹簧测力计互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小。5 5.在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向。弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内。6 6.画力的图示选定的标度要相同,要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。对应演练-7-命题点一命题点二命题点三实验原理与操作实验原理与操作典例1 1(2019湖南醴陵二中月考)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学进行实验的主要步骤是:a.如图甲所示,将橡皮筋的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计。b.沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将此位置标记为O点,读取此时弹簧测力计的示数,分别记录两个拉力F1、F2的大小。用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点,并分别将其与O点连接,表示两力的方向。c.再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。对应演练-8-命题点一命题点二命题点三用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目的是。实验中利用图中标记的O点和b点确定分力方向时,图甲中的b点标记得不妥,其原因是。图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示,其中(选填“F”或“F”)是F1和F2合力的实际测量值。对应演练-9-命题点一命题点二命题点三答案:保证F1、F2共同作用效果与F相同Ob两点距离太近F解析:两次保证O点在同一位置,目的是保证F1、F2共同作用效果与F相同;标记方向时,应取距离较远的两点,故b点标记得不妥的原因是Ob两点距离太近平行四边形的对角线一定是理论值,与AO共线的一定是实际测量值。对应演练-10-命题点一命题点二命题点三本题考查学生对实验的探究原理、探究过程、误差的分析,目的是培养学生的科学探究能力和科学的态度与责任。对应演练-11-命题点一命题点二命题点三数据处理与误差分析数据处理与误差分析典例2 2(2017全国卷,22)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示,F的大小为 N。(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。对应演练-12-命题点一命题点二命题点三()用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;图(a)图(b)对应演练-13-命题点一命题点二命题点三()F合的大小为 N,F合与拉力F的夹角的正切值为。若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。答案:(1)4.0(2)()F1、F2和F合如图所示()3.80.05 对应演练-14-命题点一命题点二命题点三解析:(1)题图(b)中弹簧测力计的精度为0.2 N,则示数为4.0 N;(2)用5 mm长的线段表示1 N的力,F2对应的长度为2.8 cm,F1对应的长度为2.1 cm,根据平行四边形定则作出的图形如答案图所示;测出F合的长度为1.9 cm,则F合的大小为3.8 N,如图F合、F及F构成的三角形,F的长度约0.1 cm,此三角形可近似看作直角三角形,则F合与拉力F的夹角的正切值tan=0.05。本题考查学生对实验数据的获取和处理数据的能力,目的是培养学生的科学探究能力和科学的态度。对应演练THANK YOUSUCCESS2024/3/9 周六15可编辑对应演练-16-命题点一命题点二命题点三实验的改进与创新实验的改进与创新本实验一般是在教材实验原理的基础上,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。因此要在教材实验的基础上注重器材变化后对分力和合力的分析判断能力的培养,要善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。对应演练-17-命题点一命题点二命题点三1 1.实验器材的变化如图 对应演练-18-命题点一命题点二命题点三2 2.分力和合力的变化(1)分力的获得:弹簧测力计的拉力钩码的重力。(2)合力的获得:弹簧测力计的拉力重物的重力钩码的重力。对应演练-19-命题点一命题点二命题点三典例3 3某同学在家中用三根相同的橡皮筋(遵循胡克定律)来探究合力的方法,如图所示,三根橡皮筋在O点相互连接,拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点。在实验中,可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小,并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向,从而探究其中任意两个拉力的合力的方法。在实验过程中,下列说法正确的是()A.只需要测量橡皮筋的长度,不需要测出橡皮筋的原长B.为减小误差,应选择劲度系数尽量大的橡皮筋C.以OB、OC为两邻边作平行四边形,其对角线必与OA在一条直线上且长度与OA相等D.多次实验中即使O点不固定,也可以探究求合力的方法 答案解析解析关闭 答案解析关闭对应演练-20-命题点一命题点二命题点三本题考查学生对实验原理的创新及应用,基于实验数据得出结论并作出解释,目的是培养学生的科学探究能力和科学的态度。对应演练-21-1 1.(2018东北三校二模)小明同学想利用实验验证共点力作用下物体的平衡条件,他设计了以下实验过程。在竖直木板上固定两个定滑轮M1和M2,在一个铁环P上系三根轻细绳a、b、c,其中a、b细绳跨过滑轮各挂一组钩码,细绳c直接挂一组钩码,每个钩码质量相同,轻绳、钩码、铁环均与木板不接触,整个装置平衡时情况如图所示。对应演练-22-(1)小明想通过作图法来进行验证,他除了记录铁环P的位置及三根细绳的方向外,还需知道哪些物理量?。A.每组钩码的个数B.每个钩码的质量C.铁环P的质量D.M1、M2两滑轮的高度差(2)关于本实验,下列说法正确的是。A.为了减小实验误差,两滑轮与绳间的摩擦尽量小些B.为了减小实验误差,铁环P的质量应尽量小些C.改变滑轮两侧钩码个数,重新实验时应保持铁环P位置不变D.作力的图示时应选择适当的标度对应演练-23-答案:(1)ABC(2)AD解析:(1)作图法验证力的平行四边形定则,必须知道铁环所受的各个力的大小和方向,故ABC正确,D错误。(2)两滑轮与绳间的摩擦越小,绳上的拉力测得越准,若没有摩擦则等于所挂钩码的重力,故A正确;因为作图时考虑了铁环的重力,故铁环的质量没有影响,B错误;本实验是利用共点力的平衡验证平行四边形定则,故P的位置没有要求,C错误;作力的图示时应结合力的大小选择合适的标度,D正确。对应演练-24-2 2.(2018辽宁丹东一模)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。对应演练-25-(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为N。(2)下列不必要的实验要求是。(请填写选项前对应的字母)A.应测量重物M所受的重力B.弹簧测力计应在使用前调零C.细线方向应与木板平面平行D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,在保证现有器材不变的情况下怎样调整水平拉力B。对应演练-26-答案:(1)3.6(2)D(3)减小拉B的力、减小OB与OA间的夹角(二者答一即可)解析:(1)弹簧测力计的最小分度为0.2 N,故读数为3.6 N;(2)本实验是利用共点力的平衡验证平行四边形定则,实验中必须知道O点所受的各个力的大小和方向,A是必须的;对于弹簧测力计的使用来讲,BC是必需的;实验中只要三力平衡即可,O点的位置没有特别要求,D不必要。(3)只要使A的示数减小就行,说法合理即可。对应演练-27-3 3.(2018山东烟台一模)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,将橡皮筋改为劲度系数为400 N/m的轻质弹簧AA,将弹簧的一端A固定在竖直墙面上。不可伸长的细线OA、OB、OC,分别固定在弹簧的A端和弹簧测力计甲、乙的挂钩上,其中O为OA、OB、OC三段细线的结点,如图1所示。在实验过程中,保持弹簧AA伸长1.00 cm不变。对应演练-28-(1)若OA、OC间夹角为90,弹簧测力计乙的读数是N(如图2所示),则弹簧测力计甲的读数应为N。(2)在(1)问中若保持OA与OB的夹角不变,逐渐增大OA与OC的夹角,则弹簧测力计甲的读数大小将,弹簧测力计乙的读数大小将。对应演练-29-答案:(1)3.005.00(2)一直变小先变小后变大解析:(1)弹簧测力计的最小分度为0.1 N,故应估读一位,读数为3.00 N;轻质弹簧AA上的拉力FA=kx=4.00 N,弹簧测力计乙的读数为F乙=3.00 N,根据受力平衡知弹簧测力计甲的读数F甲=5.00 N。(2)弹簧测力计甲与弹簧测力计乙拉力的合力与轻弹簧上的拉力等大反向,根据图解法(如图)可知弹簧测力计甲的读数一直变小,弹簧测力计乙的读数大小先变小后变大。对应演练THANK YOUSUCCESS2024/3/9 周六30可编辑