物理实验三 验证力的平行四边形定则.ppt
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1、实验三:验证力的平行四边形定则1.实验目的:验证力的平行四边形定则.2.实验器材:方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、_、图钉、_、细绳套(两个)、铅笔等.刻度尺橡皮条FF3.实验原理: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_、_在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同.4.实验步骤(1)把橡皮条的一端固定在板上的 A 点.(2)用两条细绳结在橡皮条的另一端(即结点),通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条,橡
2、皮条伸长,使结点伸长到 O 点(如图 S3-1 所示).图 S3-1(3)用铅笔记下_点的位置,画下_的方向,并记下两个弹簧测力计的读数 F1、F2.两条细绳(4)在纸上按比例作出两个力 F1、F2 的图示,用_求出合力 F.平行四边(5)只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置 O 点,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,按同样的比例作出这个力 F的图示,比较 F与用平行四边形定则求得的合力 F 的大小是否相等、方向是否相同.(6)改变 F1 和 F2 的夹角和大小,再做两次实验.O形定则5.注意事项(1)位置不变:在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同.(2)角
3、度合适:用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以 60100之间为宜.(3)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.(4)统一标度: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.6.误差分析(1)误差来源:除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差等.(2)减小误差的办法实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录.作图时用刻度尺借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行.7.实验改进本实验在实际操作中,发现很难做到
4、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,可以在水平面内进行该实验,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.考点 1对实验原理及实验操作的考查【典题 1】(2015 年安徽卷)在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在木板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端,用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使得橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图 S3-2所示,请将
5、以下的实验操作和处理补充完整.图 S3-2(1)用铅笔描下结点位置,记为 O.(2)记录两个弹簧测力计的示数 F1 和 F2,沿每条细绳的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线.(3)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置 O,记录测力计的示数 F3,_.(4)按照力的图示要求,作出拉力 F1、F2、F3.(5)根据力的平行四边形定则作出 F1、F2 的合力 F.(6)比较_的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再进行试验.解析:(3)需要记录拉力的方向.(6)应该比较用平行四边形定则作出的合力 F 和实际值 F3 的大小和方向是否一样.答案
6、:(3)沿此时细绳的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线(6)F 和 F3方法技巧:实验操作记忆口诀:结点位置 O 确定,两绳夹角要适中.力秤木板要平行,眼睛读数垂直秤.细绳套应适当长,铅笔两点定方向.画力标度要适当,不然误差要粗放.考点 2对实验过程及数据处理的考查【典题 2】(2017 年新课标卷)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为 x 轴,纵轴为 y轴,最小刻度表示 1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图 S3-3 甲所示.将橡皮筋的一端 Q 固定在 y 轴上的 B 点(位于图示部分之外),另一端 P 位于 y 轴上的 A 点时,橡皮筋处于原长.(1)
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