高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)3 驗(yàn)證力的平行四邊形定則課件.ppt
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,必考部分,第二章 相互作用,,實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則,網(wǎng)控基礎(chǔ)點(diǎn) 讀讀有底氣,重視實(shí)驗(yàn)操作 提高實(shí)驗(yàn)技巧,一、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)F1、F2,用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩的方向. (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)F′和細(xì)繩套的方向. (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).,二、數(shù)據(jù)處理 (1)用鉛筆和刻度尺從結(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為鄰邊用刻度尺作平行四邊形,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)用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)步驟(4)中彈簧測(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.,三、注意事項(xiàng) (1)使用彈簧測(cè)力計(jì)前,要先觀察指針是否指在零刻度處, 若指針不在零刻度處,要設(shè)法調(diào)整指針,使之指在零刻度處.再將兩只彈簧測(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)實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)細(xì)繩套不要太短. (3)在同一次實(shí)驗(yàn)中,使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同. (4)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.,(5)在用力拉彈簧測(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.,四、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的位置和兩只彈簧測(cè)力計(jì)的方向畫得不準(zhǔn)確,造成作圖誤差. (2)作圖比例不恰當(dāng)、對(duì)邊不平行等造成作圖誤差.,研細(xì)核心點(diǎn) 練透實(shí)驗(yàn)題,[調(diào)研1] 在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OB和OC為細(xì)繩套. (1)圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的力的圖示,下列說(shuō)法中正確的是( ),[考點(diǎn)一] 實(shí)驗(yàn)原理與操作,[試題調(diào)研],,A.圖乙中的F是力F1和F2合力的理論值,F(xiàn)′是力F1和F2合力的實(shí)驗(yàn)測(cè)量值 B.圖乙中的F′是力F1和F2合力的理論值,F(xiàn)是力F1和F2合力的實(shí)驗(yàn)測(cè)量值 C.在實(shí)驗(yàn)中,如果將細(xì)繩也換成橡皮條,那么對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響 D.在實(shí)驗(yàn)中,如果將細(xì)繩也換成橡皮條,那么對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響 (2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是( ) A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法,(3)在做本實(shí)驗(yàn)時(shí),以下操作中錯(cuò)誤的是( ) A.同一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,O點(diǎn)位置允許變動(dòng) B.實(shí)驗(yàn)中,彈簧秤必須與木板平行,讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻度 C.實(shí)驗(yàn)中,先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向,把橡皮條另一端拉到O點(diǎn) D.實(shí)驗(yàn)中,把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時(shí),兩彈簧秤之間夾角應(yīng)取90°,以便于算出合力的大小,[解析] (1)理論值是利用平行四邊形定則畫出的合力,實(shí)驗(yàn)值是利用一個(gè)彈簧秤時(shí)的拉力的值.在本實(shí)驗(yàn)中,細(xì)繩和橡皮條效果相同,不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響. (2)本實(shí)驗(yàn)采用的是等效替代的方法,利用一個(gè)力的作用效果替代兩個(gè)力的作用效果,從而建立合力和分力的關(guān)系. (3)在同一次實(shí)驗(yàn)中O點(diǎn)的位置是不允許動(dòng)的,否則會(huì)引起誤差.做本實(shí)驗(yàn)的時(shí)候兩個(gè)彈簧秤要平行于木板且同時(shí)拉動(dòng),而且兩個(gè)彈簧秤之間的夾角沒有一定的要求. [答案] (1)BC (2)B (3)ACD,1.本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是理解實(shí)驗(yàn)原理.由于要保證兩次操作拉力的效果相同,所以在同一次實(shí)驗(yàn)中,結(jié)點(diǎn)O的位置不能改變. 2.由于要用力的圖示作圖,所以除了記錄結(jié)點(diǎn)O的位置之外,還需要記錄F1、F2的大小、方向以及F的大小和方向. 3.在坐標(biāo)紙上作圖時(shí),需根據(jù)坐標(biāo)紙大小,合理的確定標(biāo)度,盡量減小由作圖及測(cè)量帶來(lái)的誤差.,名師歸納點(diǎn)題破疑,1-1.某同學(xué)在家中嘗試“驗(yàn)證平行四邊形定則”,他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上,另一端與第三條橡皮筋連接,結(jié)點(diǎn)為O,將第三條橡皮筋的另一端通過(guò)細(xì)繩掛一重物,如圖所示.,[類題練熟],,(1)為完成該實(shí)驗(yàn),下述操作中必需的是________. a.測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度 b.測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng) c.測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長(zhǎng)度 d.記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置 (2)釘子位置固定,欲利用現(xiàn)有器材,改變條件再次驗(yàn)證,可采用的方法是_____________________________________.,答案:(1)bcd (2)更換不同的小重物,解析:(1)運(yùn)用等效思想來(lái)驗(yàn)證平行四邊形定則,即要驗(yàn)證以兩力為鄰邊作平行四邊形,其對(duì)角線是否和合力相符.本小題中結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力,其中兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向,故先測(cè)出各力的大小和方向,然后作出各力的圖示,以兩邊為鄰邊作平行四邊形,如果在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)平行四邊形的對(duì)角線與第三個(gè)力等大反向,即可驗(yàn)證.為測(cè)量各力的大小,需要記錄橡皮筋原長(zhǎng)、懸掛重物后的長(zhǎng)度以及記錄懸掛重物后O點(diǎn)的位置.故應(yīng)選b、c、d. (2)可以通過(guò)改變小重物來(lái)改變各力的大?。?[調(diào)研2] (2015·常州模擬)李明同學(xué)在做“互成角度的兩個(gè)力的合成”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,如圖所示.,[考點(diǎn)二] 數(shù)據(jù)處理與誤差分析,[試題調(diào)研],,(1)試在圖中作出無(wú)實(shí)驗(yàn)誤差情況下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,而彈簧測(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)如圖所示是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果,其中比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是________.(力F′是用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的圖示) (4)在以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(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)用平行四邊形定則作圖,即以F1、F2為兩鄰邊作平行四邊形,對(duì)角線OF就表示合力F,如答案圖(標(biāo)上箭頭表明方向). (2)兩分力可以同時(shí)大于合力,故A正確;結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài),其中兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的合力與第三個(gè)力——橡皮筋的拉力等大反向,是一對(duì)平衡力,而橡皮筋的拉力不是合力,故B錯(cuò);只有保證結(jié)點(diǎn)在同一位置才能說(shuō)明作用效果相同,故C正確;若兩個(gè)分力的大小變化而方向都不變,則合力必定變化,故D錯(cuò). (3)作圖法得到的F必為平行四邊形的對(duì)角線,單個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F′一定與橡皮筋共線,故張華的實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí). (4)F2的大小比真實(shí)值偏小且方向比真實(shí)方向偏左;作圖時(shí)兩虛線分別與F1線和F2線不嚴(yán)格平行.(其他合理原因均正確),2-1.(2015·武漢模擬)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中 (1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下,請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容: A.將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上,另一端綁上兩根細(xì)線. B.在其中一根細(xì)線上掛上5個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼,使橡皮筋拉伸,如圖甲所示,記錄:________、________、________. C.將步驟B中的鉤碼取下,分別在兩根細(xì)線上掛上4個(gè)和3個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼,用兩光滑硬棒B、C使兩細(xì)線互成角度,如圖乙所示,小心調(diào)整B、C的位置,使____________,記錄___________.,[類題練熟],,[調(diào)研3] 有同學(xué)利用如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證力的平行四邊形定則:在豎直木板上鋪有白紙,固定兩個(gè)光滑的滑輪A和B,將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O,每個(gè)鉤碼的重量相等,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí),根據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力TOA、TOB和TOC,回答下列問題: (1)改變鉤碼個(gè)數(shù),實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖? ) A.鉤碼的個(gè)數(shù)N1=N2=2,N3=4 B.鉤碼的個(gè)數(shù)N1=N3=3,N2=4 C.鉤碼的個(gè)數(shù)N1=N2=N3=4 D.鉤碼的個(gè)數(shù)N1=3,N2=4,N3=5,[考點(diǎn)三] 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新,[試題調(diào)研],,(2)在拆下鉤碼和繩子前,最重要的一個(gè)步驟是( ) A.標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置,并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向 B.量出OA、OB、OC三段繩子的長(zhǎng)度 C.用量角器量出三段繩子之間的夾角 D.用天平測(cè)出鉤碼的質(zhì)量 (3)在作圖時(shí),你認(rèn)為圖中________(填“甲”或“乙”)是正確的.,,本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新一般圍繞實(shí)驗(yàn)原理展開. (1)器材創(chuàng)新:本題中沒有使用彈簧秤,也沒有使用橡皮條,而是用三根細(xì)繩及鉤碼完成實(shí)驗(yàn). (2)原理創(chuàng)新:本實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用三力平衡來(lái)驗(yàn)證平行四邊形定則,即任意兩個(gè)力的合力和第三個(gè)力等大反向.所以需記錄三個(gè)力的大小和方向以及O點(diǎn)的位置即可驗(yàn)證平行四邊形定則. (3)本實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,容易記錄數(shù)據(jù),缺點(diǎn)是比較結(jié)果時(shí)不直觀,以及滑輪和繩子間的摩擦帶來(lái)誤差.,名師歸納點(diǎn)題破疑,3-1.(2015·合肥質(zhì)檢)某同學(xué)嘗試用橡皮筋等器材驗(yàn)證力的平行四邊形定則,他找到兩條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):將兩條橡皮筋的一端與細(xì)繩連接,細(xì)繩下掛一重物,兩橡皮筋的另一端也都連有細(xì)繩.實(shí)驗(yàn)時(shí),先將兩條橡皮筋的一端的細(xì)繩固定在墻上的釘子A上,其中一條橡皮筋任其下垂,如圖甲所示,將另一條橡皮筋的另一端的細(xì)繩也固定在墻上的釘子B上,如圖乙所示.,[類題練熟],,(1)為完成實(shí)驗(yàn),下述操作中必需的是________. a.兩橡皮筋的另一端連接的細(xì)繩a、b長(zhǎng)度要相同 b.要測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng) c.要測(cè)量圖甲和圖乙中橡皮筋的長(zhǎng)度 d.要記錄圖甲中結(jié)點(diǎn)O的位置及過(guò)結(jié)點(diǎn)O的豎直方向 e.要記錄圖乙中結(jié)點(diǎn)O′的位置及過(guò)結(jié)點(diǎn)O′的豎直方向 (2)對(duì)該實(shí)驗(yàn)“兩條相同的橡皮筋”的要求的理解正確的是________. a.橡皮筋的材料和原長(zhǎng)相同即可 b.橡皮筋的材料和粗細(xì)相同即可 c.橡皮筋的材料、原長(zhǎng)和粗細(xì)均要相同,解析:(1)首先應(yīng)明確該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理,即用橡皮筋的伸長(zhǎng)量來(lái)表示彈力的大小,所以實(shí)驗(yàn)中一定要測(cè)橡皮筋的長(zhǎng)度,而沒必要關(guān)心細(xì)繩a、b的長(zhǎng)度,b和c是需要的,為了確保力的合成的等效性,懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置必須相同,且是圖乙中的,而不能是圖甲中的,e是必需的.(2)為了能用橡皮筋的伸長(zhǎng)量表示彈力大小,滿足F=kx,應(yīng)讓k值相同,即橡皮筋的材料、粗細(xì)、原長(zhǎng)均要相同,c正確.,- 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)的問題本站不予受理。
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