2023届高考物理一轮复习课件:实验:探究两个互成角度的力的合成规律.pptx
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1、一、实验原理与操作一、实验原理与操作1原理装置图原理装置图互成角度的两个力与一个力产生相同的效果互成角度的两个力与一个力产生相同的效果2.操作要领操作要领 (1)等效:同一次实验中两次把橡皮条拉长后的结点等效:同一次实验中两次把橡皮条拉长后的结点O位置必须保位置必须保持不变。持不变。(2)拉力:沿弹簧测力计轴线方向拉拉力:沿弹簧测力计轴线方向拉(与板面平行与板面平行),橡皮条、弹簧,橡皮条、弹簧测力计和细绳套与板面平行;两分力测力计和细绳套与板面平行;两分力F1、F2的夹角不要太大或太小。的夹角不要太大或太小。(3)记录:记下每次各力的大小和方向,标记方向的两点尽量远些。记录:记下每次各力的大
2、小和方向,标记方向的两点尽量远些。(4)作图:选定比例要相同,严格按力的图示要求作平行四边形求作图:选定比例要相同,严格按力的图示要求作平行四边形求合力。合力。二、核心关键二、核心关键数据处理数据处理 1.用铅笔和刻度尺从结点用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线,按选定的沿两条细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和和F2的图示。的图示。2.用刻度尺从用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤中只点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤中只用一个弹簧测力计的拉力用一个弹簧测力计的拉力F的图示。的图示。3.用虚线将拉力用虚线将拉力
3、F的箭头端与拉力的箭头端与拉力F1、F2的箭头端连接起来,观察的箭头端连接起来,观察所围成的四边形是否为平行四边形。然后,改变两个力的大小和方向,所围成的四边形是否为平行四边形。然后,改变两个力的大小和方向,重做实验,确认所围成的四边形是否为平行四边形。重做实验,确认所围成的四边形是否为平行四边形。融通多彩实验方案融通多彩实验方案粤教版新教材粤教版新教材互成角度的力的合成方法互成角度的力的合成方法要点解读要点解读 1.拉橡皮筋时,使汇力圆环每次都与定位圆重合,保证拉橡皮筋时,使汇力圆环每次都与定位圆重合,保证分力分力F1、F2的共同作用效果与合力的共同作用效果与合力F的作用效果相同。的作用效果
4、相同。2.合力和分力的方向都沿射线方向。合力和分力的方向都沿射线方向。3.力的大小和方向可依据射线上的刻度和角度圆上选定力的大小和方向可依据射线上的刻度和角度圆上选定的标度直接画出。的标度直接画出。归纳共性实验关键归纳共性实验关键1不变的实验原理不变的实验原理(1)保证两个分力的共同作用效果与一个力单独作用的效果相同。保证两个分力的共同作用效果与一个力单独作用的效果相同。(2)作出两个分力的图示和合力的图示,然后用虚线将分力作出两个分力的图示和合力的图示,然后用虚线将分力F1、F2的的箭头端与合力箭头端与合力F的箭头端连接起来,看是否围成平行四边形。的箭头端连接起来,看是否围成平行四边形。2必
5、备的实验器材必备的实验器材橡皮筋、细绳套、弹簧测力计、铅笔。橡皮筋、细绳套、弹簧测力计、铅笔。3共同的注意事项共同的注意事项(1)在同一次实验中,使橡皮筋拉长时的结点位置一定相同。在同一次实验中,使橡皮筋拉长时的结点位置一定相同。(2)在合力不超出量程的情况下,拉力应尽量大些。在合力不超出量程的情况下,拉力应尽量大些。(3)弹簧测力计读数时眼睛一定要平视,读数要符合有效数字的读数弹簧测力计读数时眼睛一定要平视,读数要符合有效数字的读数规则。规则。一、基础考法保住分一、基础考法保住分考查点考查点(一一)实验原理与操作实验原理与操作1某同学做某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律探究两个互成角度
6、的力的合成规律”的实验情况如图甲所的实验情况如图甲所示,其中示,其中A为固定橡皮条的图钉,为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,为橡皮条与细绳的结点,OB和和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。(1)如果没有操作失误,图乙中的如果没有操作失误,图乙中的F与与F两力中,方向一定沿两力中,方向一定沿AO方向的方向的是是_。(2)本实验采用的科学方法是本实验采用的科学方法是_。A理想实验法理想实验法 B等效替代法等效替代法C控制变量法控制变量法 D建立物理模型法建立物理模型法(3)实验时,主要的步骤是:实验时,主要的步骤是:A.在桌上放一
7、块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在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;方木板上;B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的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;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,结点到达某一位置伸长,结点到达某一位置O。记录下。记录下O点的位置,读出两个弹簧测力点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;计的示数;D按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两
8、个弹簧测力计的拉力按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和和F2的图示,的图示,并用平行四边形定则求出合力并用平行四边形定则求出合力F;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示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F的图示;的图示;F比较比较F和和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。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标号是上述步骤中:有重要遗漏的步骤的标号是_和和_;遗漏的内容分别是遗漏的内容分别是_
9、和和_。解析:解析:(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿点的拉力一定沿AO方方向;而根据平行四边形定则作出的合力,由于误差的存在,不一定沿向;而根据平行四边形定则作出的合力,由于误差的存在,不一定沿AO方向。方向。(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,它们的作用效一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效替代,故本实验采用等效替代法,果可以等效替代,故本实验采用等效替代法,B正确。正确。(3)根据实验的操作步骤可知,有重要遗漏的步骤的标号是根据实验的操作步骤可知,有重要遗漏的步骤的标号是C、E。在。在C中未记下两条细绳的方向,中
10、未记下两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置点拉到同一位置O。答案:答案:(1)F(2)B(3)CEC中应加上中应加上“记下两条细绳的记下两条细绳的方向方向”E中应说明中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置把橡皮条的结点拉到同一位置O”关键点拨关键点拨 (1)本实验的方法是等效替代法。本实验的方法是等效替代法。(2)为保证在同一次实验中,两次拉橡皮条的作用效果相同,必须为保证在同一次实验中,两次拉橡皮条的作用效果相同,必须保证结点位置一定相同。保证结点位置一定相同。(3)在记录弹簧测力计拉力的方向时,用铅笔点的两个定位点间距在记录弹簧测力计拉力的方向时,
11、用铅笔点的两个定位点间距应稍大些。应稍大些。(4)在同一次实验中,用平行四边形定则确定的合力方向可与橡皮在同一次实验中,用平行四边形定则确定的合力方向可与橡皮条不在一条直线上,但单独用一个弹簧测力计时拉力的方向一定与橡条不在一条直线上,但单独用一个弹簧测力计时拉力的方向一定与橡皮条在同一直线上。皮条在同一直线上。2某学习小组在课外做某学习小组在课外做“探究两个互成角度的力探究两个互成角度的力的合成规律的合成规律”的实验。的实验。(1)该实验需要用到如图甲所示的弹簧测力计,并用对拉的方法选择该实验需要用到如图甲所示的弹簧测力计,并用对拉的方法选择弹簧测力计。有两种选择方案,方案一:两弹簧测力计竖
12、直悬挂在铁架弹簧测力计。有两种选择方案,方案一:两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉;方案二:两弹簧测力计置于尽量光滑的水平桌面对拉,下列台上对拉;方案二:两弹簧测力计置于尽量光滑的水平桌面对拉,下列说法正确的是说法正确的是_。A.弹簧测力计使用前必须进行调零弹簧测力计使用前必须进行调零B.对拉的两个弹簧测力计的量程需一致对拉的两个弹簧测力计的量程需一致C.若方案一的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用若方案一的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用D.若方案二的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用若方案二的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用考查点考查点(二二)数据处理与误差分析数据处理与误差分析 (2
13、)该学习小组使用的弹簧测力计量程为该学习小组使用的弹簧测力计量程为5.00 N,将,将橡皮条一端固定,先用两只弹簧测力计将橡皮条另一端橡皮条一端固定,先用两只弹簧测力计将橡皮条另一端拉到某一位置,标记为拉到某一位置,标记为O点,紧靠细绳标记点,紧靠细绳标记A、B两点及两点及记录弹簧测力计读数;然后用一只弹簧测力计将其拉至记录弹簧测力计读数;然后用一只弹簧测力计将其拉至O点,紧靠细绳标记点,紧靠细绳标记C点及记录弹簧测力计读数,该小组完成的某次实点及记录弹簧测力计读数,该小组完成的某次实验数据记录在图乙中。验数据记录在图乙中。为探究两个互成角度的力的合成规律,请按实验要求在图乙中完为探究两个互成
14、角度的力的合成规律,请按实验要求在图乙中完成作图;成作图;结合图乙,分析实验过程与结果,请至少给出一个方案以减小该结合图乙,分析实验过程与结果,请至少给出一个方案以减小该实验的实验误差:实验的实验误差:_。解析:解析:(1)对拉弹簧测力计是为了校准两弹簧测力计,但是在校准前必对拉弹簧测力计是为了校准两弹簧测力计,但是在校准前必须要调零,然后在水平面上对拉两弹簧测力计,若其读数相等,则须要调零,然后在水平面上对拉两弹簧测力计,若其读数相等,则可正常使用,竖直方向上对拉时考虑弹簧自身重力的影响,并且与可正常使用,竖直方向上对拉时考虑弹簧自身重力的影响,并且与弹簧的量程无关,所以弹簧的量程无关,所以
15、A、D正确,正确,B、C错误。错误。(2)如图所示。如图所示。适当增大两细绳的夹角或增大适当增大两细绳的夹角或增大A、B两点到两点到O点的距离。点的距离。答案:答案:(1)AD (2)见解析图见解析图 适当增大两细绳的夹角或增大适当增大两细绳的夹角或增大A、B两点到两点到O点的距离点的距离关键点拨关键点拨(1)实验前应检查两弹簧测力计是否可正常使用。实验前应检查两弹簧测力计是否可正常使用。(2)使用弹簧测力计时,拉力方向沿弹簧测力计轴线,可以减小摩擦使用弹簧测力计时,拉力方向沿弹簧测力计轴线,可以减小摩擦影响。影响。(3)读数时视线应正对测力计刻度线,可以减小读数误差。读数时视线应正对测力计刻
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