人教版高考物理一轮复习第2章相互作用实验3验证力的平行四边形定则课件

这是一份人教版高考物理一轮复习第2章相互作用实验3验证力的平行四边形定则课件，共46页。PPT课件主要包含了结点O的位置，两条细绳的方向，弹簧测力计的读数，与前面相同的位置O，细绳的方向，考点一，教材原型实验，不变化，ACD，考点二等内容，欢迎下载使用。
1 实验知识·自主回顾
一、实验目的验证力的合成的平行四边形定则；理解等效替代思维方法在物理学中的应用。二、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筋伸长到同一点，所以力F就是这两个力F1和F2的合力。作出力F1、F2和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，如图所示。比较F和F′的大小和方向，若在实验误差允许范围内相等，则可验证平行四边形定则。
三、实验器材方木板一块，弹簧秤两个，白纸，橡皮条一段，细绳套两个，图钉(若干)，三角板，刻度尺，铅笔。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)用两个弹簧测力计分别钩拉两个细绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点到达某一位置O。(3)用铅笔描下______________和_________________，并记录___________________，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。
(4)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮筋的结点拉到___________________，记下_____________________和____________。(5)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，判断在实验误差允许的范围内是否相等。
弹簧测力计的读数F′　
五、误差分析除弹簧测力计本身的误差外，实验误差主要来源于读数误差和作图误差两个方面。(1)减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些。(2)减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定要平行，两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大。
六、注意事项(1)正确使用弹簧测力计：①本实验需要选用规格相同的两只弹簧测力计；②使用时读数尽量大，但不能超出量程；③被测力的方向与轴线方向要一致；④读数时应正对、平视刻度。(2)位置不变：在同一次实验中，橡皮筋拉长后，结点O的位置必须保持不变。
2 核心考点·重点突破
(2021·四川雅安中学开学考)两个实验小组做了如下两个实验，请回答下列问题：Ⅰ.一个实验小组利用图甲实验装置进行“探究求合力的方法”实验。
(1)下列说法中正确的是_____。A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D．为减小测量误差，F1、F2间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为____ N。(3)本实验采用的科学方法是____。A．理想实验法　B．控制变量法C．等效替代法　D．建立物理模型法
Ⅱ.另一个实验小组在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图丙所示，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。
(1)本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差_____。A．两个分力F1、F2间的夹角尽量小些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短一些D．实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度(2)本实验采用的是等效替代法，但若将细绳也换成橡皮条，则实验结果是否会发生变化？答：_________(填“变化”或“不变化”)。
(3)为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮条时，必须记录的有______。A．两细绳的方向 　　B．橡皮条的原长C．两弹簧测力计的示数 　　D．结点O的位置(4)若保持结点O的位置及OB绳方向不变，而将OC顺时针缓慢转动一小角度，其他操作均正确，则_____。A．弹簧测力计甲的示数不变B．弹簧测力计甲的示数一直减小C．弹簧测力计乙的示数可能增大D．弹簧测力计乙的示数一定先减小后增大
[解析]　本题考查平行四边形定则的实验原理和误差分析。Ⅰ.(1)要保证两个弹簧测力计的拉力与一个弹簧测力计的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向且伸长量相同，则O点的位置应固定，故A正确；本实验是在水平面作力的图示，为了减小误差弹簧测力计必须保持与木板平行，橡皮条及挂钩码的细绳必须在同一平面内，弹簧测力计拉细线时，拉力方向不一定要竖直向下，故B错误；在测量的过程中F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程，否则误差比较大，故C正确；本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧测力计拉力的方向没有限制，并非一定要夹角为90°不变，故D错误。
(2)由图乙弹簧测力计的指针指示可知，拉力F的大小为4.00 N。(3)本实验中，合力产生的效果与两个分力产生的效果是相同的，所以采用的科学方法是等效替代法，所以选项C正确。Ⅱ.(1)根据平行四边形定则可知两个分力的夹角太小将会导致合力过大，使用一个弹簧测力计拉橡皮条时，拉力可能会超过弹簧测力计的量程，故夹角不能太小或太大，适当即可，故A错误；为了减小读数误差，应让两力适当大些，故B正确；为了准确记下拉力的方向，采用两点描线时两点距离应尽量大一些，故细绳应长些，故C错误；作图时是在白纸中作图，作出的是水平力的图示，为了减小因摩擦造成的误差，故应使各力尽量与木板面平行，以及读弹簧测力计示数时，视线要正对刻度，故D正确。
(2)由于O点的作用效果相同，拉力与绳子的性质无关，故将细绳换成橡皮条，不会影响实验结果。(3)该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则，要根据两个弹簧测力计拉橡皮条时两个拉力的大小和方向作出平行四边形求出其合力大小，然后与一个弹簧测力计拉橡皮条时的拉力大小进行比较，最后得出结论，故需要记录的是两弹力的大小和方向以及结点的位置，故A、C、D正确，B错误。
(4)对结点O受力分析，受到两条细绳的拉力和橡皮条的拉力，保持结点O的位置及OB绳方向不变，其中橡皮条长度不变，其拉力大小不变，即合力不变，如图所示，则弹簧测力计甲的示数一直减小，但弹簧测力计乙的示数可能增大，也有可能减小，要根据夹角的大小进行判断，故A、D错误，B、C正确。
〔变式训练1〕(2021·重庆八中月考)如图所示，图甲是“验证力的平行四边形定则”的实验设计图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，0B和OC为细绳。图乙是某实验小组在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验采用的科学方法是____。A．理想实验法　B．控制变量法C．等效替代法　D．建立物理模型法(2)实验中，小张同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2 N，F为根据平行四边形定则作出的合力(图中未画出)。F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，下列说法正确的是____。A．F1＝4 N　B．F＝12 NC．θ1＝35°　D．θ1