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1、学习好资料 欢迎下载 实验 一 探究力的平行四边形定则 实验目的 1学会用弹簧测力计和细线测出力的大小与方向 2运用力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则 实验原理 一个力 F的作用效果和两个力 F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到_，所以力 F就是这两个力 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 F 和 F的大小和方向是否相同，若相同，则说明互成角度两个力合成时遵循_ 实验器材 方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、_、细绳套(两个)、_、_、图钉(几个)、细芯铅笔 实验步骤 1用图钉把白纸钉
2、在水平桌面上的方木板上并用图钉把橡皮条的一端固定在 A 点，橡皮条的另一端拴一短绳，细绳的另一端拴上两个细绳套 2用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图 1 所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下 O 点的位置及此时两细绳套的方向 图 1 3 只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置 O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向 4用铅笔和刻度尺从结点 O 沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数 F1和 F2的图示，并以 F1和 F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过 O 点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力 F
3、的图示 5用刻度尺从 O 点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计的拉力 F的图示 6比较一下，力 F与用平行四边形定则求出的合力 F 的大小和方向是否相同 提示：每次实验保证结点位置保持不变，是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中等效替换的思想方法由于力不仅有大小，还有方向，若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同，不满足合力与分力的关系，不能验证平行四边形定则 误差分析 1用两个测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内，这样得到的两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小 2结点 O 的位置和两个测力计的方向画得不
4、准，造成作图的误差 3两个分力的起始夹角 太大，如大于 120，再重做两次实验，为保证结点 O 位置不变(即保证合力不变)，则 变化范围不大，因而测力计示数变化不显著，读数误差大 4作图比例不恰当造成作图误差 注意事项 1不要直接以橡皮条的端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点 O 的位置 2使用弹簧秤前，应先调节零刻度，使用时不能超过量程，拉弹簧秤时，应使弹簧秤与木板平行被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动弹簧时不可与外壳相碰或学习好资料 欢迎下载 摩擦 3在同一次实验中，橡皮条伸长时的结点位置要相同 4两拉力 F1和 F2夹角不宜过小
5、，作力的图示，标度要一致 5读数时应正对、平视刻度.题型一 实验原理与方法【例 1】“探究力的平行四边形定则”的实验如图 2 甲所示，其中 A 为固定橡皮筋的图钉，O 为橡皮筋与细线的结点，OB 和 OC 为细绳图 2 乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图(1)图 2 乙中的_是力 F1和 F2的合力的理论值；_是力 F1和 F2的合力的实际测量值 图 2(2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：_.(选填“变”或“不变”)(3)本实验采用的科学方法是()A理想实验法 B等效替代法 C控制变量法 D建立物理模型法 题型二 实验步骤的考查【例 2】某同学做“验证力的
6、平行四边形定则”实验时的主要步骤是：A在桌上平放一块方木板，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一短细绳，细绳的另一端系上两个细绳套；C用两个弹簧测力计分别钩住两个绳套，互成角度地拉橡皮条的同一结点，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只弹簧测力计的拉力 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，记下细绳套的方向，按同一标度作出这个力 F的图示；F比较 F
7、与 F 的大小和方向，看它们是否相同，得出结论 上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是_和_；(2)遗漏的内容分别是_ 和_ 针对训练(2010 天津理综 9(2)在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条 实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的_(填字母代号)A将橡皮条拉伸相同长度即可 B将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 同学们在操作过程中有如下讨论，其中对减小实验
8、误差有益的说法是_(填字母代号)A两细绳必须等长 B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则实验原理一个力的作用效果和两个力的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到所以力就是这两个力和的合力作出力的图示再根据平行四边形定则作出力和的测力计两只细绳套两个图钉几个细芯铅笔实验步骤用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上并用图钉把橡皮条的一端固定在点橡皮条的另一端拴一短绳细绳的另一端拴上两个细绳套用两只弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉橡一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向用铅笔和刻度尺从结点沿
9、两条细绳套方向画直线按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数和的图示并以和为邻边用刻度尺作平行四学习好资料 欢迎下载 C用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧示数之差应尽可能大 D拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些 1在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的 O 点，以下操作中错误的是()A同一次实验过程中，O 点位置允许变动 B实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到 O 点 D实验中，把橡皮条的
10、另一端拉到 O 点时，两弹簧秤之间夹角应取 90，以便于算出合力的大小 2探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指()A使两分力与合力满足平行四边形定则 B使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点 O 重合 C使两次橡皮筋伸长的长度相等 D使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变 3(2011 绍兴市质量调测)在“验证力的平行四边形定则”中，采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差()A两个分力 F1、F2间的夹角要适当大些 B两个分力 F1、F2的大小要适当大些 C拉橡皮条的细绳要稍长一些 D实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同 图 3 4某同学
11、利用如图 3 所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮 A 和 B，将绳子打一个结点 O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力 FTOA、FTOB和 FTOC，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是()A钩码个数 N1N22，N34 B钩码个数 N1N33，N24 C钩码个数 N1N2N34 D钩码个数 N13，N24，N35(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是()A标记结点 O 的位置，并记录 OA、OB、OC 三段绳子的方向 B量出 OA、OB、OC 三段绳子的长度 C用量角器量出三段绳子之间的夹角 D用
12、天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图 4 中_是正确的(填“甲”或“乙”)力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则实验原理一个力的作用效果和两个力的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到所以力就是这两个力和的合力作出力的图示再根据平行四边形定则作出力和的测力计两只细绳套两个图钉几个细芯铅笔实验步骤用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上并用图钉把橡皮条的一端固定在点橡皮条的另一端拴一短绳细绳的另一端拴上两个细绳套用两只弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉橡一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向用铅笔和刻度尺从结点沿两条细绳
13、套方向画直线按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数和的图示并以和为邻边用刻度尺作平行四学习好资料 欢迎下载 图 4 5(2009 山东 23(1)改编)请完成以下两小题 某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子 A、B 上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物(1)为完成该实验，下述操作中必需的是_ a测量细绳的长度 b测量橡皮筋的原长 c测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d记录悬挂重物后结点 O 的位置(2)钉子位
14、置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_ 图 5 6(2010 衡阳模拟)如图 5 所示，某小组同学利用 DIS 实验装置研究支架上力的分解 A、B 为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负A 连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动B 固定不动，通过光滑铰链连接长 0.3 m 的杆将细绳连接在杆右端 O 点构成支架保持杆在水平方向，按如下步骤操作：测量绳子与水平杆的夹角AOB 对两个传感器进行调零 用另一绳在 O 点悬挂一个钩码，记录两个传感器读数取下钩码，移动传感器 A 改变 角 重复上述实验步骤，得到表格.F1 1.001 0.
15、580 1.002 F2 0.868 0.291 0.865 30 60 150 (1)根据表格，A 传感器对应的表中力为_(选填“F1”或“F2”)钩码质量为_ kg(保留 1 位有效数字)(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是()A因为事先忘记了调零 B何时调零对实验结果没有影响 C为了消除横杆自身重力对结果的影响 D可以完全消除实验的误差 7在做“验证力的平行四边形定则的实验”中，在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在 A 点上，另一端连接两根细线，然后通过细线用两个互成角度的弹簧秤来拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一点 O，此时需记录下：(1)_，(2)_，(3
16、)_ 然后改用一个弹簧秤把橡皮条拉到 O 点后再记录下：(4)_，(5)_ 力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则实验原理一个力的作用效果和两个力的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到所以力就是这两个力和的合力作出力的图示再根据平行四边形定则作出力和的测力计两只细绳套两个图钉几个细芯铅笔实验步骤用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上并用图钉把橡皮条的一端固定在点橡皮条的另一端拴一短绳细绳的另一端拴上两个细绳套用两只弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉橡一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向用铅笔和刻度尺从结点沿两条细绳套方
17、向画直线按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数和的图示并以和为邻边用刻度尺作平行四学习好资料 欢迎下载 8(2011 徐州市第三次调研测试)小明同学在学完力的合成与分解后，想在家里做“验证力的平行四边形定则”的实验他从学校的实验室里借来两只弹簧测力计，按如下步骤进行实验 A在墙上贴一张白纸用来记录弹簧弹力的大小和方向 B在一只弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧测力计的读数 F.C将一根大约 30 cm 长的细线从提带中穿过，再将细线两端拴在两只弹簧测力计的挂钩上在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两只弹簧测力计的读数相等，在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读数如图 7 甲所示
18、D在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力 F.图 7(1)在步骤 C 中，弹簧测力计的读数为_ N.(2)在步骤 D 中，合力 F_ N.(3)若_，就可以验证力的平行四边形定则 9将橡皮筋的一端固定在 A 点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为 5 N、最小刻度为 0.1 N 的弹簧测力计沿着两个不同的方向拉弹簧测力计当橡皮筋的活动端拉到 O 点时，两根细绳相互垂直，如图 8 所示这时弹簧测力计的读数可从图中读出 图 8(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_ N 和_ N.(2)在图 9 所示的方格纸上按
19、作图法的要求画出这两个力及它们的合力 图 9(3)图 10(A)(B)两图是两位同学得到的实验结果，其中哪一个图符合实际？若合力测量值F是准确的，则 F 与 F有误差的原因可能是哪些？图 10 力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则实验原理一个力的作用效果和两个力的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到所以力就是这两个力和的合力作出力的图示再根据平行四边形定则作出力和的测力计两只细绳套两个图钉几个细芯铅笔实验步骤用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上并用图钉把橡皮条的一端固定在点橡皮条的另一端拴一短绳细绳的另一端拴上两个细绳套用两只弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉橡一
20、只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向用铅笔和刻度尺从结点沿两条细绳套方向画直线按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数和的图示并以和为邻边用刻度尺作平行四学习好资料 欢迎下载 实验学案 10 探究力的平行四边形定则【基础自主落实】实验原理 同一点 平行四边形定则 实验器材 橡皮条 三角板 刻度尺【热点题型精析】例 1 F F(2)不变(3)B 解析(1)用平行四边形定则作图得到的是合力的理论值，即 F；直接测量得到的是合力的实际测量值，即 F.(2)细绳的作用是对结点 O 施加不同方向的拉力 F1、F2，换用橡皮筋拉结果是一样的(3)力的合成与分解
21、使用的是等效替代法，B 正确 规范思维 直接测得的是实际测量值，方向一定沿橡皮筋 AO 的方向，而用平行四边形作图得到的是实验的理论值，即 F，由于实验误差的存在，F 与 F是不一定重合的 例 2(1)C E(2)在 C 中未记下两细绳套的方向 E 中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置 O 解析(1)根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C、E.(2)C 中未记下两细绳套的方向E 中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置 O.规范思维 注意到拉力既有大小，又有方向，在本实验的操作中，一定要记录力的这两个要素 针对训练 BD BD【课时效果检测】1ACD 从橡皮条
22、固定点到 O 点的连线方向，是合力的作用线方向，如果 O 点变动，那么合力的大小、方向都要变化，就不能验证力的平行四边形定则，故 A 选项错；C 选项中，因一个弹簧秤已拉到最大量程，再通过另一个弹簧秤拉橡皮条到 O 点时，第一个弹簧秤可能超过最大量程，造成损坏，或读数不准，故 C 选项错；互成角度的两个力是利用平行四边形定则合成的，两个分力成任意角度都适用，不必成 90 角，故 D 选项错 2B 3ABCD 4(1)BCD (2)A(3)甲 解析(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1F2|F3F1F2，因此 B、C、D 选项是可以的(2)A(3)甲 实验中 F3是竖直向下的 5(1)b
23、cd(2)要换不同的小重物 解析(1)运用等效思想来验证平行四边形定则，即要验证以两力为平行四边形的邻边，作平行四边形，其对角线是否和合力相符本小题中结点受三个力，其中两个力的合力力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则实验原理一个力的作用效果和两个力的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到所以力就是这两个力和的合力作出力的图示再根据平行四边形定则作出力和的测力计两只细绳套两个图钉几个细芯铅笔实验步骤用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上并用图钉把橡皮条的一端固定在点橡皮条的另一端拴一短绳细绳的另一端拴上两个细绳套用两只弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉橡一只弹簧测力计通
24、过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向用铅笔和刻度尺从结点沿两条细绳套方向画直线按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数和的图示并以和为邻边用刻度尺作平行四学习好资料 欢迎下载 与第三个力等大反向，故要测出各力的大小和方向，然后作出各力的图示，以两边为邻边做平行四边形，如果在实验误差允许的范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向，即可验证为测量各力的大小故需要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度以及悬挂重物后 O 点的位置，故应选 b、c、d.(2)可以通过改变小重物改变各力的大小 6(1)F1 0.05(2)C 解析(1)A传感器中的力均为正值，故 A传感器对应的
25、是表中力 F1，平衡时，mgF1 sin ，当 30 时，F11.001 N，可求得 m0.05 kg.(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响，故C 正确 7(1)两弹簧秤的读数(2)结点 O 的位置(3)两细线的方向(4)弹簧秤的读数(5)细线的方向(6)作图象时以 O 点为起点作 F1、F2、F的图示，且要按同一比例；要用三角板和刻度尺规范地作出平行四边形 8(1)3.00(2)5.2 0.2(3)F近似在竖直方向，且数值与 F 近似相等 9(1)2.50 4.00(2)见解析图(3)B 图 误差原因见解析 解析(1)弹簧测力计的最小刻度为 0.1 N
26、，读数时应估读一位，所以读数分别为 2.50 N和 4.00 N.(2)取一个小方格的边长表示 0.50 N，作出两个力及它们的合力 (3)F是用一个测力计拉橡皮条所得到的，其方向一定在橡皮条所在直线上，所以 B图符合实际，误差的原因主要是弹簧测力计读数误差，确定分力方向不够准确等原因 力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则实验原理一个力的作用效果和两个力的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到所以力就是这两个力和的合力作出力的图示再根据平行四边形定则作出力和的测力计两只细绳套两个图钉几个细芯铅笔实验步骤用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上并用图钉把橡皮条的一端固定在点橡皮条的另一端拴一短绳细绳的另一端拴上两个细绳套用两只弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉橡一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向用铅笔和刻度尺从结点沿两条细绳套方向画直线按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数和的图示并以和为邻边用刻度尺作平行四