届高考物理三轮冲刺导学案验证力的平行四边形定则专题探究Word格式文档下载.docx
- 文档编号:20571689
- 上传时间:2023-01-24
- 格式:DOCX
- 页数:6
- 大小:127.39KB
届高考物理三轮冲刺导学案验证力的平行四边形定则专题探究Word格式文档下载.docx
《届高考物理三轮冲刺导学案验证力的平行四边形定则专题探究Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《届高考物理三轮冲刺导学案验证力的平行四边形定则专题探究Word格式文档下载.docx(6页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
(3)用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数。
(4)在白纸上作出两个力F1、F2,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。
(5)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F′和细绳的方向。
(6)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F,看它们在实验误差允许的范围内是否相等。
二、规律方法总结
1.正确使用弹簧测力计
(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,但不能超出量程范围。
(3)被测力的方向应与弹簧轴线方向一致。
(4)读数时应正对、平视刻度。
2.实验注意事项
(1)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)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60°
~100°
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)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。
3.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:
①拉弹簧测力计时,外壳不要与纸摩擦,弹簧测力计、细绳套、橡皮条要在同一水平面内。
②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。
③作图时用刻度尺和三角板,使表示两力的对边一定要平行。
典例精析
1、在“探究力的平行四边形定则”的实验中,如图所示,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,细绳另一端系着绳套B、C(用来连接弹簧测力计)。
其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。
(1)在实验中,如果只将细绳换成橡皮筋,其他步骤没有改变,那么实验结果是否会发生变化?
答:
________。
(填“变”或“不变”)
(2)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
【答案】
(1)不变
(2)B
【解析】
(1)将细绳套换为橡皮筋不影响拉力的效果,即不影响实验结果。
(2)两只弹簧测力计的拉力(分力)与一只弹簧测力计的拉力(合力)均把结点O拉至相同位置,合力与分力的作用效果等效,即本实验采用了等效替代法。
【考点】探究力的平行四边形定则实验
2、某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。
弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M,弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置,分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为________N。
(2)下列不必要的实验要求是________。
(请填写选项前对应的字母)
A.应测量重物M所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请您提出两个解决办法。
(1)3.6
(2)D(3)改变弹簧测力计B拉力的大小;
减小重物M的质量
(1)由图知弹簧测力计的分度值为0.2N,按“二分之一”估读法可知小数点后保留一位,故读得结果为3.6N。
(2)本实验中是利用平衡条件确定两拉力的合力——与重物M所受重力等大反向,故A是必要的。
因弹簧测力计的零点误差影响到各拉力的测量值,故B是必要的。
只有拉线方向与木板平行时才能保证各力在竖直板上记录的方向与真实方向相同,故C是必要的。
由于本实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力,即可验证平行四边形定则,而测力计A的拉力不同时O点的位置就不同,故不可能也无必要使O点静止在同一位置,答案为D。
(3)可行的解决方法有:
改变弹簧测力计B拉力的大小;
减小重物M的质量;
将A更换成较大量程的弹簧测力计;
改变弹簧测力计B的拉力的方向等。
【考点】验证力的平行四边形定则实验
对点训练
1.在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,用一弹簧测力计拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置;
再在橡皮条的另一端系两根细绳,细绳的另一端都有绳套,用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条。
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时要注意使两个弹簧测力计的读数相等
E.用两个弹簧测力计同时拉细绳时必须将橡皮条的一端拉到用一个弹簧测力计拉时记下的位置其中正确的是________(填入相应的字母)。
(2)实验情况如图甲所示,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力的示意图。
①图乙中的F与F′中,方向一定沿AO方向的是_______。
②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
(3)某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2N,两力的合力用F表示,F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2,关于F1、F2与F,θ1和θ2关系,下列说法中正确的有_______。
A.F1=4NB.F=12NC.θ1=45°
D.θ1<
θ2
(1)CE
(2)①F′②B(3)BC
(1)两细绳长度适当即可,并不一定要等长,A错误;
橡皮条与两细绳夹角的平分线是否在同一直线上,由两分力的大小和方向决定,B错误;
用弹簧测力计拉细绳套时,弹簧测力计与木板平面必须平行,C正确;
测量分力大小的两个弹簧测力计的读数不一定要相等,D错误;
在同一次实验中,需要保持F1和F2的作用效果与合力F的作用效果相同,即拉到同一位置,E正确。
(2)F′是用一个弹簧测力计将橡皮条拉到结点O位置的力,F是利用平行四边形定则作出的与F′作用效果相同的两个分力F1和F2的合力,所以沿AO方向的力一定是F′。
本实验中,需要保证一个拉力的作用效果与两个拉力的作用效果相同,即采用了等效替代法。
(3)根据矢量合成的平行四边形定则,以F1和F2为邻边作平行四边形,由图可知,F1=4
N,F=12N,θ1=45°
,θ1>
θ2,选项BC正确。
2.为了研究人们用绳索跨山谷过程中绳索拉力的变化规律,同学们设计了如图所示的实验装置,他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两立柱上,固定点分别为P和Q,P低于Q,绳长为L(L>
)。
他们首先在绳上距离P点10cm处(标记为C)系上质量为m的重物(不滑动),由测力计读出绳PC、QC的拉力大小TP和TQ,随后改变重物悬挂点的位置,每次将P到C点的距离增加10cm,并读出测力计的示数,最后得到TP、TQ与绳长
之间的关系曲线如坐标图所示,由实验可知:
(1)曲线Ⅱ中拉力最大时,C与P点的距离为______cm,该曲线为_______(填“TP”或“TQ”)的曲线。
(2)在重物从P移动到Q的整个过程中受到最大拉力的是______(填“P”或“Q”)点所在的立柱。
(3)在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,可读出绳的拉力T0=_______N,它与L、D、m和重力加速度g的关系为T0=________。
(1)60TP
(2)Q(3)4.30
(1)由曲线Ⅱ的最高点拉力最大,对应的横坐标
=60cm;
由绳长大于立柱间距,当PC从零开始增大时,重物处在P点正下方,此时TQ=0,直到QC绷紧时,TQ由零开始增大,结合两曲线左侧部分,曲线Ⅱ为TP的曲线。
(2)比较两图象可知,曲线Ⅰ的最高点更大,Q点所在的立柱会受到最大的拉力。
(3)两曲线的交点纵坐标为T0=4.30N;
此时PC、QC与竖直方向的夹角相等,设为θ,由平衡条件有2T0cosθ=mg,其中θ满足Lsinθ=D,解得T0=
。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 物理 三轮 冲刺 导学案 验证 平行四边形定则 专题 探究