幻灯片 1 一、实验目的
1.验证力的平行四边形定则
2.掌握弹簧秤的构造、调节方法和使用方法。
二、实验原理
如果两个互成角度的共点力F1、F2作用于橡皮筋的结点上,与只用一个力F′作用于橡皮筋的结点上,所产生的效果相同(橡皮条在相同方向上伸长相同的长度),那么,F′就是F1和F2的合力。根据平行四边形定则作出两共点力F1和F2的合力F的图示,应与F′等大同向。
三、实验器材
方木板一块、白纸、弹簧秤(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)。
学案5 实验(二) 验证力的平行四边形定则
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幻灯片 2 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,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。(固定点A在纸面外)
3.用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地
拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O。
(如图所示,位置O须处于纸面以内)
4.用铅笔描下O的位置和两细绳套的方向,并
记录弹簧秤的读数。
5.从力的作用点(位置O)沿着两细绳套的方向
画直线,按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力
F1和F2的图示,并用平行四边形定则作出合力F
的图示。
6.只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向。用刻度尺从O点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示。
7.比较力F′的图示与合力F的图示,看两者是否等长、同向。
8.改变两个力F1和F2的大小和夹角,再重复实验两次。
四、实验步骤
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幻灯片 3 五、注意事项
1.不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳再连两细绳套,以三绳交点为结点,使结点小些,便于准确地记录结点O的位置。
2.不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条,要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有无变化。
3.弹簧秤在使用前应水平放置,然后检查、校正零点。将两弹簧秤互相勾着水平拉伸,选择两只读数完全一致的弹簧秤使用。
4.在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同。
5.用两只弹簧秤钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大,也不宜太小,以60°~100°之间为宜。
6.读数时应注意使弹簧秤与木板平行,并使细绳套与弹簧秤的轴线在同一条直线上,避免弹簧秤的外壳与弹簧秤的限位孔之间有摩擦。读数时眼睛要正视弹簧秤的刻度,在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度范围内的前提下,拉力的数值应尽量大些。
7.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向,不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,取掉细绳套后,再将所标点与O点连直线确定力的方向。
8.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些。
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幻灯片 4 六、误差分析
本实验的误差主要来自以下五个方面:
1.用描点法记录的拉力方向不够准确;
2.所作平行四边形的对边不严格平行;
3.拉橡皮条时,没有做到橡皮条及两细绳套平行于木板,使在纸上所描下的拉力方向并不是拉力的真实方向;
4.没有校准弹簧秤的零点,两只弹簧秤的刻度不准确;
5.弹簧的拉杆与限位孔有摩擦,使弹簧秤读数并不能真实地表示细绳中拉力的大小。
弹簧秤的选取方法是:①将两只弹簧秤调零后,互勾水平对拉,若两只弹簧秤在对拉的过程中,读数相同,则可选用,若读数不同,应另换,直到相同为止。②弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用。③使用前要检查指针是否指在零刻度线,否则应校正零位。④读数时应正对、平视刻度。
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幻灯片 5考点1
实验方法、步骤的考查
【例1】某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时,主要步骤是:
A.在桌面上放一块方木板,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勾住绳套,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F1和
F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F。
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幻灯片 6 E.只用一个弹簧测力计,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:(1)有重要遗漏的步骤的序号是______和_____;(2)遗
漏的内容分别是_________________和
______________________________。
【解析】据验证平行四边形定则的操作规程可知,有重要遗漏的步骤的序号是C、E。在C中未记下两条细绳的方向。E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O。
C
E
记下两条绳的方向
把橡皮条的结点拉到同一位置O
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幻灯片 7 1
在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡
皮条的一端固定在水平木板上,另一端系
上两根细绳(如图所示)。实验中需用
两个弹簧秤分别钩住绳套,并互成角度地
拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注
意以下几项:
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时,要注意使弹簧秤与木板平行
其中正确的是_____。(填入相应的字母)
C
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幻灯片 8【例2】在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法正确
的是______(填字母代号)。
A.将橡皮条拉伸相同长度即可
B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
考点2
实验原理、误差的分析
B D
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幻灯片 9(2)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差
有益的说法是______(填字母代号)。
A.两细绳必须等长
B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
【解析】(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求是两次拉伸橡皮条的作用效果要相同,故选项B、D正确。
(2)要减小实验误差,弹簧秤、细绳、橡皮条都必须与木板平行。用两弹簧秤同时拉细绳时,弹簧秤的示数之差适当大些即可,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,故B、D正确。
BD
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幻灯片 10 2
做“验证平行四边形定则”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,互成角度地拉橡皮条使
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_______________________________。
两弹簧测力计的读数
两细绳的方向
结点位置O
O
弹簧测力计的读数和细绳的方向
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幻灯片 11考点3
实验数据的处理
【例3】将橡皮条的一端固定在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,当橡皮条的活动端拉
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)由图中可读得两个相互垂直拉力的大小分别是_____N
和_____N。(只需读到0.1N)
(2)在本题的方格纸上按作图法的要求,画出这两个力及
它们的合力。
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幻灯片 12 【解析】读弹簧秤示数时,应注意首先
找零刻度,尤其是竖直放置的那个弹簧秤,
它的弹簧是倒置的,它的读数是2.5N(而不
是3.5 N),水平放置的弹簧秤读数是4.0 N,
用方格纸上八个方格长表示。
注意弹簧测力计的最小刻度和量程,按题目要求或有效数字规则进行读数,才能得到正确的测量结果;认真作图是得到正确结果的保证,应恰当选取合适的标度。
【答案】(1)2.5 4.0 (2)如图所示
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幻灯片 13 3
如图所示,将橡皮条的一端固定在C点,另一端通
过细绳与两弹簧测力计相连,用A,B两弹簧测力
计拉橡皮条,使其伸长到O点(+</2)。现保持
A的读数不变,而使夹角减小,适当调整弹簧测力
计B的拉力大小和方向,可使O点保持不变,这时:
(1)B的示数应是( )
A.一定变大
B.一定不变
C.一定变小
D.变大、不变、变小均有可能
(2)夹角的变化应是( )
A.一定变大
B.一定不变
C.一定变小
D.变大、不变、变小均有可能
C
C
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