高三物理复习实验03验证力的平行四边形定则.ppt.ppt

* 1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则. 2.培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力. 实验三 验证力的平行四边形定则 等效思想：使一个力F′的作用效果和两个力F1和F2的作用效果相同，就是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，所以F′为F1和F2的合力，作出力F′的图示，再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F、F′在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同. 方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉、铅笔. 1.用图钉把白纸钉在方木板上. 2.把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，如图所示，橡皮条的另一端拴上两个绳套. 3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O.用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数.注意在使用弹簧测力计的时候，要使它的弹簧与木板平面平行. 4.用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两绳套的方向画直线，按选定的标度作这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，即为合力F的图示. 5.只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同一位置O.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. 6.比较力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，在实验误差允许的范围内看它们是否相等. 7.改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验. 1.弹簧测力计本身不够准确造成系统误差. 2.弹簧测力计读数和作图不准造成偶然误差. 1.使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要设法调整指针，使之指在零刻度处.再将两个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.实验中的两个细绳套不要太短. 3.在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同. 4.用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜. 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.要防止弹簧测力计卡壳，防止弹簧测力计或橡皮条与纸面有摩擦. 6.在同一实验中，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. 本实验在实际操作中，发现很难做到弹簧测力计的拉力方向在水平面上，致使作图法获得的合力F与用一个弹簧测力计拉结点在同一位置O时的力F′误差较大，为防止这种情况的出现，可以在竖直面内进行该实验，这样就较容易控制弹簧测力计的拉力在同一平面内.当然也可以用专门的验证力的平行四边形定则的实验仪器进行实验. 实验原理和实验过程 【例证1】(2012·福州模拟)做“验证力的平行四边形定则”的 实验，在水平放置的木板上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定 在木板的A点，橡皮条的另一端拴上两细绳套，如图所示，两个 弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度拉橡皮条使之伸长，到 达某一位置O时需记下_____、_____，描 下_____，再用一个弹簧测力计钩住细绳 套把橡皮条拉长，使结点到达位置_____， 再记下__________________. 【规范解答】因验证力的平行四边形定则需根据力的大小和方向作平行四边形，所以必须记录力的大小和方向，为保证合力和分力的效果相同，两次必须使结点到达同一位置.故需记下两弹簧测力计的读数和两细绳的方向，描下结点位置O，再使用一个弹簧测力计把橡皮条拉长.使结点到达位置O，再记下弹簧测力计的读数和细绳的方向. 答案：两弹簧测力计的读数 两细绳的方向 结点位置O O点 弹簧测力计的读数和细绳的方向 实验数据处理 【例证2】(2012·海口模拟)将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出． (1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为____N和____N. (2)在如图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力． 【规范解答】(1)弹簧测力计的最小刻度为0.1 N，读数时应估读一位，所以读数分别为2.50 N和4.00 N. (2)取一个小方格的边长表示0.50 N，作出两个力及它们的合力如图所示. 答案：(1)2.50 4.00 (2)见规范解答 1.(2012·南平模拟)在做“验证力的平行四 边形定则”实验