验证力的平行四边形定则课件.ppt
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1、第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)第七节实验:验证力的平行四边形定则第七节实验:验证力的平行四边形定则实验目的实验目的1验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。2进一步练习作图法求两个共点力的合力。进一步练习作图法求两个共点力的合力。实验原理实验原理1合力合力F的确定:一个力的确定:一个力F的作用效果与两个共点力的作用效果与两个共点力F1与与F2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点,则共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点,则F为为F1和和F2的的合力。合力。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理
2、(RJ)(RJ)2合力理论值合力理论值F的确定:根据平行四边形定则作出的确定:根据平行四边形定则作出F1和和F2的合力的合力F的图示。的图示。3平行四边形定则的验证:在实验误差允许的范围平行四边形定则的验证:在实验误差允许的范围内,比较内,比较F和和F是否大小相等、方向相同。是否大小相等、方向相同。实验器材实验器材方木板、白纸、弹簧测力计方木板、白纸、弹簧测力计(两只两只)、橡皮条、细绳、橡皮条、细绳套套(两个两个)、三角板、刻度尺、图钉、三角板、刻度尺、图钉(若干若干)、铅笔。、铅笔。实验过程实验过程1仪器的安装仪器的安装(1)钉白纸:用图钉把一张白纸钉在方木板上,将方钉白纸:用图钉把一张白
3、纸钉在方木板上,将方木板放在水平桌面上。木板放在水平桌面上。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)(2)拴绳套:用图钉把橡皮条的拴绳套:用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的一端固定在木板上的A点,在橡点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳套。皮条的另一端拴上两条细绳套。2操作与记录操作与记录(1)两力拉:用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套,两力拉:用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置置O(如图所示如图所示)。用铅笔描下结点。用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的位置和两条细绳套
4、的方向,并记录弹簧测力计的读数。的方向,并记录弹簧测力计的读数。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)(2)一力拉:只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的一力拉:只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧测力计的读数和细,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。绳套的方向。3作图与分析作图与分析(1)理论值:在白纸上按比例从理论值:在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力点开始作出两个弹簧测力计同时拉时弹簧测力计的拉力计同时拉时弹簧测力计的拉力F1和和F2的图示,利用刻度尺和的图示,利用刻度尺和三角板根椐平行
5、四边形定则求出合力三角板根椐平行四边形定则求出合力F。(2)测量值:按同样的比例用刻度尺测量值:按同样的比例用刻度尺从从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力时拉力F的图示。的图示。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)(3)相比较:比较相比较:比较F与用平行四边形定则求得的合力与用平行四边形定则求得的合力F在实在实验误差允许的范围内是否相等。验误差允许的范围内是否相等。4重复重复改变两个分力改变两个分力F1和和F2的大小和夹角,再重复实验两次,比的大小和夹角,再重复实验两次,比较每次的较每次的F与与F在实验误差允许的范围内是否相等。
6、在实验误差允许的范围内是否相等。误差分析误差分析1结点到达某一位置后,记录结点位置时,存在误差。结点到达某一位置后,记录结点位置时,存在误差。2弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在,会造成误差。簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在,会造成误差。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)3弹簧测力计读数时,记录两绳套方向时,存在偶然误差。弹簧测力计读数时,记录两绳套方向时,存在偶然误差。4应用平行四边形定则作图时,存在偶然误差。应用平行四边形定则作图时,存在偶然误差。注意事项注意
7、事项1正确使用弹簧测力计正确使用弹簧测力计(1)测量前应首先检查弹簧测力计的零点是否准确,注意使用测量前应首先检查弹簧测力计的零点是否准确,注意使用中不要超过其弹性限度。中不要超过其弹性限度。(2)实验时,弹簧测力计必须保持与木板平行,且拉力应沿轴实验时,弹簧测力计必须保持与木板平行,且拉力应沿轴线方向。弹簧测力计的指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末线方向。弹簧测力计的指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位孔发生摩擦。端的限位孔发生摩擦。(3)读数时应正对、平视刻度,估读到最小刻度的下一位。读数时应正对、平视刻度,估读到最小刻度的下一位。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理
8、(RJ)(RJ)2规范实验操作规范实验操作(1)位置不变:在同一次实验中,将橡皮条拉长时结点的位位置不变:在同一次实验中,将橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。置一定要相同。(2)角度合适:两个弹簧测力计所拉细绳套的夹角不宜太小角度合适:两个弹簧测力计所拉细绳套的夹角不宜太小,也不宜太大,以,也不宜太大,以60100为宜。为宜。(3)在不超出弹簧测力计量程及在橡皮条弹性限度内的前提在不超出弹簧测力计量程及在橡皮条弹性限度内的前提下,测量数据应尽量大一些。下,测量数据应尽量大一些。(4)细绳套应适当长一些,便于确定力的方向。不要直接沿细绳套应适当长一些,便于确定力的方向。不要直接沿细绳套方向画直线
9、,应在细绳套两端画个投影点,去掉细绳细绳套方向画直线,应在细绳套两端画个投影点,去掉细绳套后,连直线确定力的方向。套后,连直线确定力的方向。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)3规范合理作图规范合理作图在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要在同一次实验中,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。恰当选定标度,使力的图示稍大一些。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)【例【例1】(2017邢台高一检测邢台高一检测)做做“验证力的平行四边形验证力的平行四边形定则定则”的实验时,步骤如下:的实验时,
10、步骤如下:(1)在水平放置的木板上固定一张白纸。在水平放置的木板上固定一张白纸。(2)把橡皮条的一端固定在木板的把橡皮条的一端固定在木板的A点,另一端连接两根点,另一端连接两根绳套。绳套。(3)通过绳套用两个互成角度的弹簧测力计来拉橡皮条使通过绳套用两个互成角度的弹簧测力计来拉橡皮条使橡皮条伸长到某一点橡皮条伸长到某一点O,并记录,并记录O点的位置。点的位置。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)(4)此时需记录下此时需记录下_、_和两个弹簧测力计和两个弹簧测力计的读数的读数F1、F2。(5)改用一个弹簧测力计把橡皮条拉长到改用一个弹簧测力计把橡皮条拉长到_后,再
11、后,再记录下记录下_和弹簧测力计的读数和弹簧测力计的读数F。(6)用铅笔和刻度尺从力的作用点用铅笔和刻度尺从力的作用点O沿两绳套的方向画直沿两绳套的方向画直线。选好标度,按线。选好标度,按F1、F2的大小作两个力的图示。用三角板的大小作两个力的图示。用三角板作平行四边形,求得合力作平行四边形,求得合力F。(7)比较一下,力比较一下,力F与用平行四边形定则求得的合力与用平行四边形定则求得的合力F的大的大小和方向是否相同。小和方向是否相同。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)(8)如图是甲、乙两位同学实验得出的结果,如图是甲、乙两位同学实验得出的结果,_同学的实验结
12、果比较符合实验事实。同学的实验结果比较符合实验事实。【解析】【解析】本实验要记录力的大小和方向,大小是通本实验要记录力的大小和方向,大小是通过弹簧测力计来读出,方向是通过绳套来确定;为保证过弹簧测力计来读出,方向是通过绳套来确定;为保证分力的作用效果和合力的作用效果相同,本实验要求每分力的作用效果和合力的作用效果相同,本实验要求每次都把橡皮条拉到同一点次都把橡皮条拉到同一点O;F是一个弹簧测力计把橡是一个弹簧测力计把橡皮条拉到皮条拉到O点时的弹力,所以点时的弹力,所以F与橡皮条一定在一条直与橡皮条一定在一条直线上,故乙正确。线上,故乙正确。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(
13、RJ)(RJ)【答案答案】(4)F1的方向的方向F2的方向的方向(5)O点的位置点的位置F的的方向方向(8)乙乙变式训练变式训练1 某同学做某同学做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验实验时,主要步骤是:时,主要步骤是:A在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用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。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用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套。的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物
14、理物理(RJ)(RJ)C用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,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,结点到达某一位置使橡皮条伸长,结点到达某一位置O。记录下。记录下O点的位置,读出点的位置,读出两个弹簧测力计的示数。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力F1和和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力的图示,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,记下细绳套的
15、方向,按同一标度作出这个出弹簧测力计的示数,记下细绳套的方向,按同一标度作出这个力力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。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)上述步骤中:上述步骤中:(1)有重要遗漏的步骤的序号是有重要遗漏的步骤的序号是_和和_;(2)遗漏的内容分别是遗漏的内容分别是_和和_。【解析】【解析】据验证力的平行四边形定则的操作规程可知据验证力的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,有重要遗漏的步骤的序号是C、E。在。在C中未记下两条细中未记下两条细绳的方向
16、。绳的方向。E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置置O。【答案】【答案】(1)CE(2)记下两条细绳的方向把橡皮条记下两条细绳的方向把橡皮条的结点拉到同一位置的结点拉到同一位置O第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)【例【例2】在在“探究求合力的方法探究求合力的方法”实验中,现有木板、白实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计。纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计。(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:数,得到
17、的实验数据如下表:弹力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x/102 m0.741.802.803.724.605.586.42第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)用作图法求得该弹簧的劲度系数用作图法求得该弹簧的劲度系数k_N/m。(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图所示,其读数某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图所示,其读数为为_ N;同时利用;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请画出这两个共点力的合力,请画出这两个共点力的合力F合合。(3)由图得到由图得到F合合_ N。第三章
18、第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)(2)读出弹簧测力计的读数为读出弹簧测力计的读数为2.10 N(保留保留三位有效数字三位有效数字);以;以O为顶点,画出两弹簧为顶点,画出两弹簧的绳套方向就是两拉力方向,再确定并画的绳套方向就是两拉力方向,再确定并画好力的标度,画出两拉力的图示,以两拉好力的标度,画出两拉力的图示,以两拉力为邻边作出平行四边形,画出平行四边力为邻边作出平行四边形,画出平行四边形的对角线,即合力形的对角线,即合力F合合。(3)用刻度尺量出合力的长度,根据确定的标度算出合力的用刻度尺量出
19、合力的长度,根据确定的标度算出合力的大小。大小。【答案】【答案】(1)55(2均可均可)(2)2.10(说明:有效数字位数正说明:有效数字位数正确,确,0.02均可均可)画法见解析画法见解析(3)3.3(说明:说明:0.2均可均可)第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)变式训练变式训练2 小明通过实验探究求合力的方法。小明通过实验探究求合力的方法。(1)实验所用的一只弹簧测力计如甲图所示,在用它测力实验所用的一只弹簧测力计如甲图所示,在用它测力前应对它进行的操作是前应对它进行的操作是_。第三章第三章 相互作用相互作用必修一必修一 物理物理(RJ)(RJ)(2)在测
20、出在测出F1、F2和对应的合力和对应的合力F后,他在纸上画出了后,他在纸上画出了F1、F2的图示,如乙图所示。请你帮助他在图中画出合力的图示,如乙图所示。请你帮助他在图中画出合力F的图的图示示(测得测得F4.9 N,图中,图中a、b为记录为记录F方向的两点方向的两点)。(3)小明用虚线把小明用虚线把F的箭头末端分别与的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连的箭头末端连接起来;观察图形后,他觉得所画的图形很像平行四边形。接起来;观察图形后,他觉得所画的图形很像平行四边形。至此,为正确得出求合力的一般方法,你认为小明接下来应至此,为正确得出求合力的一般方法,你认为小明接下来应该做些什么该做些什么(写
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