第三章相互作用实验2验证力的平行四边形定则课件2:28张PPT

课件28张PPT。实验:
验证力的平行四边形定则 【实验过程】
1.仪器的安装:
(1)钉白纸,用图钉把一张白纸钉在方木板上,将方木板放在水平桌面上。
(2)拴绳套:用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳套,如图所示。2.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,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O。用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数。(2)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O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。
3.作图对比:(1)理论值:
在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力计同时拉橡皮条时拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F(如图所示)。
(2)测量值:按同样的比例用刻度尺从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力F′的图示。(3)相比较: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重合。
4.重复做实验:
改变两个分力F1和F2的大小和夹角,再重复实验两次,比较每次的F与F′在实验误差允许的范围内是否相等。【误差分析】
(1)读数误差:弹簧测力计数据在允许的情况下,尽量大一些,读数时眼睛一定要正视,要按有效数字正确读数和记录。
(2)作图误差。
①结点O的位置和两个弹簧测力计的方向画得不准确,造成作图误差。②两个分力的起始夹角α太大,如大于120°,再重复做两次实验,为保证结点O位置不变(即保证合力不变),则α变化范围不大,因而弹簧测力计示数变化不显著,读数误差较大,导致作图产生较大误差。
③作图比例不恰当、不准确等造成作图误差。【注意事项】
1.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。(3)读数时应正对、平视刻度,估读到最小刻度的下一位。
2.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,也不宜太大,以60°～100°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。
3.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,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。类型一 实验原理及实验操作
【典例1】(2018·锦州高一检测)做“探究求合力的方法”的实验时: 导学号28974081
(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有_____________和___________。?(2)在做上述实验时,在水平放置的木板上垫上一张白纸,把橡皮条的一端固定在板上,另一端结两个细绳套,通过细绳用两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条,使结点移到某一位置O,此时需记下:①______________;
②___________;③_______。然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长,使结点到达_______,再记下_______。?(3)在某次实验中,某同学的实验结果如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳结点的位置。图中_______是力F1与F2的合力的理论值;_______是力F1与F2的合力的实验值。通过把___________和_______进行比较,验证平行四边形定则。?【正确解答】(1)除已有的器材外,还应有三角板和橡皮条。(2)实验中要记录橡皮条拉伸至O点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向即细绳的方向。(3)F是F1与F2合力的理论值;F′是F1与F2合力的实际值;比较F和F′,验证结果。答案:(1)三角板　橡皮条
(2)①O点位置　②细绳所指方向　③相应弹簧测力计读数　同一位置O点　弹簧测力计读数和细绳方向
(3)F　F′　F　F′类型二 实验数据的处理
【典例2】(2016·浙江高考)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。如图甲所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下, 导学号28974082(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是_______N(图乙中所示),则弹簧秤b的读数可能为_______N。?
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数_______,弹簧秤b的读数_______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)?【正确解答】(1)由图可知弹簧秤示数为3.00 N,考虑
到误差范围,3.00～3.02 N均算对。弹簧OC的劲度系数
为500 N/m,弹簧伸长1.00 cm,FOC=kx=500×0.01 N =
5.0 N。另一分力 =4.0 N。(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,弹
簧OC的力的大小和方向不变,保持弹
簧秤a与弹簧OC的夹角不变,就是弹
簧秤a的方向不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角时,三个力的关系如图,则可知弹簧秤a的读数变大,弹簧秤b的读数变大。答案:(1)3.00～3.02　3.9～4.1(有效数字不作要求)
(2)变大　变大