高考物理大一轮复习实验03探究力的平行四边形定则学案新人教版.doc

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1、1 / 8【2019【2019 最新最新】精选高考物理大一轮复习实验精选高考物理大一轮复习实验 0303 探究力的平探究力的平行四边形定则学案新人教版行四边形定则学案新人教版(对应学生用书 P32)一、实验目的1掌握弹簧测力计的正确使用方法2验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则二、实验原理互成角度的两个力与一个力产生相同的效果，看它们用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等三、实验器材木板、白纸、图钉若干，橡皮条、细绳、弹簧秤两个、三角板、刻度尺四、实验步骤1用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上2用两个弹簧秤分别钩拉两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，

2、结点到达某一位置 O3用铅笔描下结点 O 的位置和两条细绳的方向，并记录弹簧秤的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力 F4只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置 O，记下弹簧秤的读数 F和细绳的方向5比较 F与用平行四边形定则求得的合力 F，在实验误差允许的范围内是否相等某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲2 / 8所示，其中 A 为固定橡皮条的图钉，O 为橡皮条与细绳的结点，OB和 OC 为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图图甲 图乙(1)如果没有操作失误，图乙中的 F 与 F两力中，方向一定沿AO 方向的是_(2)本实验采用的科学方法

3、是_B等效替代法A理想实验法 D建立物理模型法C控制变量法 (3)实验时，主要的步骤是：A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；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 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个弹簧测力计的拉力F1 和 F2 的图示，并用平行四边形定则求出合力 F；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

4、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：有重要遗漏的步骤的序号是_和_；遗漏的内容分别是_和_3 / 8解析：(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至 O 点的拉力一定沿 AO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 AO 方向，故一定沿 AO 方向的是 F.(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故 B 正确(3)根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，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同一位置 O答案：(1)F (2)B

5、 (3)C E C 中应加上“记下两条细绳的方向” E 中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置 O”一、弹簧测力计的使用1将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止2使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围3被测力的方向应与轴线方向一致4读数时应正对、平视刻度二、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

6、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三、误差分析4 / 81误差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：(1)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(2)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(2017全国卷)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(a)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

7、，橡皮筋处于原长(1)用一只测力计将橡皮筋的 P 端沿 y 轴从 A 点拉至坐标原点O，此时拉力 F 的大小可由测力计读出测力计的示数如图(b)所示，F 的大小为_N(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋 P 端回到 A 点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将 P 端拉至 O 点此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为 F14.2 N 和 F25.6 N(i)用 5 mm 长度的线段表示 1 N 的力，以 O 为作用点，在图(a)中画出力 F1、F2 的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力 F合(ii)F 合的大小_N，F 合与拉力 F 的夹

8、角的正切值为_若 F 合与拉力 F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范5 / 8围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则解析：(1)如题给测力计示数可知，读数为 4.0 N(2)作力 F1、F2 的图示，作出合力 F 合，F 合长为 20 mm，所以 F合大小为 4.0 N，F 合与拉力 F 的夹角的正切值为 0.05答案：(1)4.0 (2)(i)见解析图 (ii)4.0 0.05跟踪训练1(2018山西太原模拟)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，实验小组找到一组橡皮筋和一个弹簧测力计，他们进行了如下操作，请将实验操作和处理补充完整图 1 图 2(1)用刻度尺测量橡皮筋的自然长度

9、L20 cm；(2)将橡皮筋一端固定在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉橡皮筋的另一端，测量橡皮筋的长度，记录测力计的示数，分析数据，得出结论：橡皮筋的弹力与其伸长量成正比，且比例系数为k0.10 N/cm；(3)将橡皮筋的两端固定在水平面上的 A、B 两点，A、B 两点间距为 20 cm；(4)将弹簧测力计挂在橡皮筋的中点，用手在水平面内沿垂直方向拉测力计，稳定后如图 1 所示，测得橡皮筋的总长度为 40 cm.弹簧测力计的示数如图 2 所示，则读数为 F_N；(5)根据上述数据可求的橡皮筋此时的弹力 T_N；(6)在图 1 中根据给出的标度，作出橡皮筋对挂钩拉力的合力F的图示；(7)比较

10、F与_(填物理量的符号)的大小是否相等、6 / 8方向是否相同，即可得出实验结论解析：(4)由图 2 可知弹簧测力计读数为 3.46 N；(5)橡皮筋的形变量为 40 cm20 cm20 cm0.2 m，所以弹力 Fkx2.0 N；(6)如图(7)理论上橡皮筋的合力与弹簧拉力等大反向，所以要比较 F与 F 的大小是否相等、方向是否相同答案：(4)3.46(3.453.47) (5)2.00(2 或 2.0) (6)见解析图 (7)F(对应学生用书 P34)以本实验为背景，以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件，或通过改变实验条件、实验仪器设置题目1对实验原理的理解、实验方法的迁移2实验器材的

11、改进(1)橡皮筋弹簧测力计(2)钩码弹簧测力计(2015山东卷)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为 O1、O2，记录弹簧秤的示数 F，测量并记录O1、O2 间的距离(即橡皮筋的长度 l)每次将弹簧秤示数改变 0.50 N，测出所对应的 l，部分数据如下表所示：图甲7 / 8F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05找出中 F2

12、.50 N 时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O，橡皮筋的拉力记为 FOO图乙在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到 O 点，将两笔尖的位置标记为 A、B，橡皮筋 OA 段的拉力记为FOA，OB 段的拉力记为 FOB完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在图丙中画出 Fl 图线，根据图线求得l0_cm图丙(2)图丁中测得 OA6.00 cm，OB7.60 cm，则 FOA 的大小为_N(3)根据图丁中给出的标度，作出 FOA 和 FOB 的合力 F的图示图丁(4)通过比较 F与_的大小和方向，即可得出实验结论解析：(1)根据表格数据，作出 Fl 图线，图线的横截距即表示橡皮筋原长，因此 l010.0 cm.(2)橡皮筋总长 lOAOB13.60 cm，根据 Fl 图线，可读出弹簧长度 l13.60 cm 时橡皮筋的拉力为 1.80 N(3)根据平行四边形定则作图，对角线表示合力 F.(4)若 F与 FOO在误差范围内大小相等、方向相同，就表明力的平行四边形定则是正确的8 / 8答案：(1)如图 1 所示 10.0(9.8、9.9、10.1 均正确)图 1(2)1.80(1.701.90 均正确)(3)如图 2 所示 (4)FOO图 2