2019年鲁科版物理必修1学案：第5章 实验：验证力的平行四边形定则

《2019年鲁科版物理必修1学案：第5章 实验：验证力的平行四边形定则》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年鲁科版物理必修1学案：第5章 实验：验证力的平行四边形定则（6页珍藏版）》请在七七文库上搜索。

1、实验：验证力的平行四边形定则一、实验目的验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则二、实验原理结点受三个共点力作用处于平衡状态，则 F1 与 F2 的合力必与橡皮筋的拉力平衡；改用一个拉力 F，使结点仍到原位置 O 点，则 F必与 F1、F 2 的合力等效，以 F1、F 2 为邻边作平行四边形求出合力 F，比较 F与 F 的大小和方向，以验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则三、实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔、橡皮筋、细绳(两根) 等.一、实验步骤及数据处理1仪器的安装：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

2、定在 A 点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套，如图 1 所示图 12操作与记录：(1)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，结点到达某一位置 O，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(2)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3作图与分析：(1)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 的图示图 2(2)用刻

3、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时的拉力 F的图示，如图 2 所示(3)比较一下力 F与用平行四边形定则求出的合力 F，在误差允许的范围内大小和方向是否相同(4)改变两个力 F1 与 F2 的大小和夹角，再重复上述实验两次二、误差分析产生原因 减小方法读数误差 读数时眼睛要正视刻度线偶然误差 作图误差 作图时严格尺度规范作图系统误差弹簧测力计本身的误差调零、两弹簧测力计对拉读数相等三、注意事项1弹簧测力计的选取方法：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉，若两只弹簧在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另选，直至相同为止2保证分力与合力作用效果相同的方法：在同一

4、次实验中，使橡皮条拉长时结点 O 的位置一定要相同3橡皮条老化的检查方法：用一个弹簧测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化4弹簧测力计夹角范围：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到 120之间为宜5拉力的选取原则：在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些6画力的图示的注意事项：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.实验探究 1 实验步骤考查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

5、、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：如图 3 所示，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图 3(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)必需测量橡皮筋的原长和悬挂重物后橡皮筋的长度，这样才能确定橡皮筋的伸长量，确定各力的大小，还需记录悬挂重物后结点 O 的位置，同时记下三条橡皮筋所在的方向，以便确定各拉力的方向，

6、根据平行四边形定则作出合力的图示因此，必需的操作是 B、C、D.(2)改变条件再次验证可采用更换不同的小重物的方法【答案】 (1)B、C、D (2)更换不同的小重物实验探究 2 实验数据处理某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则图 4实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向如图 4 所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O 2，记录弹簧秤的示数 F，测量并记录 O1、O 2，间的距离(即橡皮筋的长度 l)每次将弹簧秤示数改变 0.50 N，测出所对应的 l，部分数据如下表所示：

7、F(N) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50l(cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05找出中 F2.50 N 时橡皮筋两端的位置，重新标记为 O、O，橡皮筋的拉力计为 FOO .在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图 5 所示用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到 O 点，将两笔尖的位置标记为 A、B，橡皮筋 OA 段的拉力记为 FOA，OB 段的拉力记为 FOB.图 5完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出 Fl 图线，根据图线求得l0_cm(2)测得 OA6.00 cm ，OB7.60 c

8、m，则 FOA的大小为_N.(3)根据给出的标度，在图中作出 FOA和 FOB的合力 F的图示(4)通过比较 F与_ 的大小和方向，即可得出实验结论【解析】 (1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧如图甲所示，由图线可知与横轴的交点l010.0 cm.(2)橡皮筋的长度 lOA OB13.60 cm，由图甲可得 F1.80 N，所以FOAF OBF1.80 N.(3)利用给出的标度作出 FOA和 FOB的图示，然后以 FOA和 FOB为邻边作平行四边形，对角线即为合力 F，如图乙(4)FOO 的作用效果和 FOA、F OB两个力的作用效果相同，F 是 FOA、F OB两个力的合力，所以只要比较 F和 FOO 的大小和方向，即可得出实验结论【答案】 (1)如图甲所示 10.0(9.8、9.9、10.1 均正确)(2)1.80(1.701.90 均正确)(3)如图乙所示(4)FOO