10-11版高中物理全程学习方略课件：第五章实验（鲁科版必修1）

(共75张PPT)
【典例1】（2010·厦门高一检测）在
“互成角度的两个共点力的合成”的实
验中：
（1）有位同学把橡皮筋的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮筋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，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C.橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
D.实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间夹角取90°，以便算出合力大小
(2)有位同学做实验的一系列步骤中，其中的两个步骤是这样做的：
①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点与两个弹簧测力计的读数F1与F2；
②只用一个弹簧测力计通过细线沿原来的方向（即两个测力计同时拉橡皮条伸长的方向）拉橡皮条，记下此时弹簧测力计的读数F′和细线的方向.
以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是
在①中________________________________________；
在②中_________________________________________.
【标准解答】(1)选A、C、D.实验中两个分力与合力的作用效果通过结点O的位置体现，因此O点的位置不能变动，A错；弹簧测力计应与板平行，使读数与绳的作用力相等，读数时视线正对刻度线以减小读数误差，B正确；两力合成时其合力不一定在两力的角平分线上，不必让橡皮筋与两绳夹角的平分线在同一直线上，C错；两力的合力应用平行四边形定则求解，两力成的任意夹角都适用，不一定成90°，D错；选A、C、D.
(2)在①中还应记录两力F1和F2的方向，②中应让橡皮条的端点伸长到O点再记录数据.
答案:(1)A、C、D（2）还应记录F1和F2的方向应让橡皮条伸长到O点
【典例2】图实-2是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”实验中所得到的实验结果，若用F表示两个分力F1，F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，则可判断___（选填“甲”或“乙”）同学的实验结果是尊重事实的.
【标准解答】由题设可知，F为F1和F2的合力，通过平行四边形定则所得，而F′是F1和F2的等效力，即用一只弹簧测力计拉橡皮条时的拉力，显然F′的方向与细绳应在同一条直线上，故甲同学是尊重事实的.
答案：甲
1.(2010·衡水高一检测)在做完“验证力的平行四边形定则”实验后，某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，你认为他的体会中正确的是（ ）
A.两根细绳套必须等长
B.用两只弹簧测力计拉时合力的图示F与用一只弹簧测力计拉时图示F′不完全重合，在误差允许范围内，可以说明“力的平行四边形定则”成立
C.若F1、F2方向不变，而大小各增加1 N，则合力的方向也不变，大小也增加1 N
D.用两只弹簧测力计拉绳套时，两测力计的示数要相同
【解析】选B.实验中两细绳套只记录作用力的方向，两绳不必等长，A错；实验存在误差，F和F′不完全重合是正常的，在误差允许的范围内，可以说“力的平行四边形定则”成立，B正确;根据平行四边形定则，F1和F2各增加1 N 时，合力的方向可能变化，大小也不一定增加1 N,故C错误；两测力计拉绳套时，两测力计的示数可以是任意值不必相等，故D错误.
2.该同学在研究力的平行四边形定则
的实验中，如图实-3所示，使弹簧测
力计Ⅱ从图示位置开始沿顺时针方向
缓慢转动，在此过程中，保持结点O
位置及弹簧测力计Ⅰ的拉伸方向不变.
那么，在全过程中关于F1、F2的变化是（ ）
A.F1增大，F2增大
B.F1减小，F2增大
C.F1增大，F2先增大后减小
D.F1减小，F2先减小后增大
【解析】选A.如图因结点O位
置及F1的方向不变，作力的
平行四边形如图所示.当F2
顺时针转动时，F1、F2都增
大，A正确.
3.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，下列哪些方法可减小实验误差（ ）
A.两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些
B.两个分力F1、F2的大小要尽量大些
C.拉橡皮条的细绳要稍长一些
D.描点作图时的铅笔尖一些，并使图尽量大些
【解析】选B、C、D.作图时比例大些，使弹簧测力计的示数大些，可以减小相对误差，使拉橡皮条的细绳长些，可使记录绳的方向时，确定的点与结点O距离大些，减小连线时的相对误差，使铅笔尖一些，作图大一些，可使作图产生的误差减小，因此B、C、D选项所说的要求都能起到减小相对误差的作用，在实验中，两个分力F1、F2的夹角θ越大，用平行四边形作图得到的合力F的误差越大，所以在实验中不要把θ角取得太大.
4.（1）在做“验证平行四边形定则”的实验时，需要的器材有：方木板、白纸、细绳套两个、三角板、刻度尺、图钉几个，还需要_________________________
______________________________________________.
（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______.
【解析】实验中要记录橡皮条拉伸后O点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向.
答案：（1）弹簧测力计两个、橡皮条一根、铅笔一支
(2)O点位置 细绳所指方向 相应弹簧测力计读数同一位置O点 弹簧测力计读数
5.(2009·山东高考)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
一端与第二条橡皮筋连接，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_______________________________.
【解析】(1)选b、c、d.本实验中，结点O受三个拉力处于静止状态，三力彼此平衡，任意两个力的合力与第三个力等值反向.只要以两橡皮筋的伸长量（代表两个拉力的大小）成正比为长沿OA、OB方向为邻边作平行四边形，只要该平行四边形的对角线与悬挂重物的橡皮筋在一条直线上，与表示其拉力的线段相等，即验证了平行四边形定则，故实验要测量橡皮筋的原长、悬挂重物后的长度，才能算出橡皮筋受力后的伸长量，为了确定拉力的方向，每次必须记录结点O的位置.因此必需的是b、c、d.
(2)由于钉子位置固定，可改变的条件只能是所悬挂的重物的质量.
答案:(1)b、c、d (2)所悬挂的重物的质量
6.(探究创新)在“验证力的平行四边形
定则”的实验中，两只弹簧测力计的拉
力F1和F2已于图实-5中作出了它们的图
示，O点是橡皮条的一个端点，图中每
格的长度代表1 N.
(1)用作图法作出合力F的图示.
（2）合力F的大小是_____N.(可用根号表示)
【解析】（1）用平行四边形定则
作图，即以F1、F2为两邻边作平行
四边形，对角线就表示合力F.
（标上箭头表明方向）
(2)合力F为底、高分别为3 N、2 N
的三角形的斜边的长,故
答案:(1)图见解析 (2)