一輪復(fù)習(xí),實驗力的平行四邊形定則、胡克定律原創(chuàng)答案.doc
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班級 姓名 學(xué)號 高三物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案 2.6實驗：力的平行四邊形定則、胡克定律 知識要點直擊 實驗?zāi)康模候炞C互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則． 實驗原理：一個力F＇的作用效果和兩個力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點，所以F＇就是這兩個力F1和F2的合力，作出力F＇的圖示．再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示，比較F和F＇的大小和方向是否相同；若相同，則說明互成角度的兩個力合成時遵循平行四邊形定則． 實驗器材：方木板，白紙，彈簧測力計（兩只），橡皮條，細(xì)繩套（兩個），三角板，刻度尺，圖釘（幾個） 一、實驗步驟 1．在水平桌面上平放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙固定在方木板上． 2．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端． 圖2-5-1 3．用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)某一位置O（如圖2-5-1所示）． 4．用鉛筆描下結(jié)點O的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測力計的讀數(shù)．在白紙上按比例作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板根椐平行四邊形定則求出合力F． 5．只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點拉到與前面相同的位置O,記下彈簧測力計的讀數(shù)和細(xì)繩的方向．按同樣的比例用刻度尺從O點起作出這個彈簧測力計的拉力F的圖示． 6．比較F與用平行四邊形定則求得的合力F，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等． 7．改變兩個分力F1和F2的大小和夾角；再重復(fù)實驗兩次,比較每次的F與F 是否在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等． 二、操作技巧和注意事項 1．正確使用彈簧測力計： （1）彈簧測力計的選取方法是：將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤水平對拉，若兩只彈簧測力計在對拉的過程中，讀數(shù)相等，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另換； （2）彈簧測力計不能在超出它的測量范圍的情況下使用； （3）使用前要檢查指針是否指在零刻度線上，否則應(yīng)校正調(diào)零； （4）被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計軸線方向一致，拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦； （5）讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度． 2．實驗注意事項： （1）同一次實驗中，橡皮條拉長后的結(jié)點位置O必須保持不變； （2）用彈簧測力計測拉力時，應(yīng)使拉力沿彈簧測力計的軸線方向，橡皮條、彈簧測力計和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)． （3）細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向； （4）在同一次實驗中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要適當(dāng)選取標(biāo)度，使所做力的圖示稍大些． 三、誤差分析 1．本實驗誤差的主要來源除彈簧測力計本身的誤差外，還出現(xiàn)讀數(shù)誤差、作圖誤差，因此讀數(shù)時眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄，兩力的對邊一定要平行； 2．兩個分力F1和F2的夾角α越大，用平行四邊形作圖得出的合力F的誤差也越大，所以實驗中不要把α取得太大．雖然如此，實驗必有誤差，我們要盡量規(guī)范操作減小誤差，千萬不要硬湊數(shù)據(jù)而使實驗毫無誤差而失去實驗的意義． 典型例題講練 例1．某同學(xué)做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗，主要步驟如下： A．在桌面上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上； B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套； C．用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)某一位置O.記下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)； D．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則作出合力F； E．只用一個彈簧測力計，通過繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個力F′的圖示； F．比較力F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論． 上述步驟中： (1)有重要遺漏內(nèi)容的步驟的序號是________和________； (2)遺漏的內(nèi)容分別是______________和______________． 例1解析：用兩個彈簧測力計將結(jié)點拉至O點時，除讀出兩彈簧測力計的示數(shù)外，還應(yīng)記下兩拉力的方向，當(dāng)只用一個彈簧測力計拉橡皮條時，必須將結(jié)點拉至O點． 答案：(1)C E (2)描下兩力的方向 結(jié)點拉至O點 例2．某同學(xué)在做“互成角度的兩個力的合成”的實驗時，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點位置O點以及兩只彈簧測力計拉力的大小，如圖實－3－7(a)所示． 圖實－3－7 (1)試在圖(a)中作出無實驗誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力． (2)有關(guān)此實驗，下列敘述正確的是________． A．兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大 B．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計的拉力是分力 C．兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉到同一位置O.這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計拉力的效果相同 D．若只增大某一只彈簧測力計的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧測力計拉力的大小即可 (3)圖(b)所示是甲和乙兩位同學(xué)在做以上實驗時得到的結(jié)果，其中哪一個比較符合實驗事實？(力F′是用一只彈簧測力計拉時的圖示) 答：_____________________________________________________________________. (4)在以上比較符合實驗事實的一位同學(xué)中，造成誤差的主要原因是：(至少寫出兩種情況) 答：_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________. 例2解析：(1)如圖所示． (2)兩彈簧測力計的拉力與橡皮條的拉力的合力為零，它們之間不 是合力與分力的關(guān)系，B錯誤；結(jié)點位置不變，合力不變，當(dāng)一只 彈簧測力計的拉力大小改變時，另一彈簧測力計的拉力的大小和方 向必須都改變，故D錯誤；正確的選項只有A、C. (3)用平行四邊形定則求出的合力可以與橡皮條拉力的方向有偏差，但用一只彈簧測力計拉結(jié)點的拉力與橡皮條拉力一定在同一直線上，故甲符合實驗事實． (4)①F1的方向比真實方向偏左；②F2的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左；③作圖時兩虛線不分別與F1線和F2線平行． 答案：(1)見解析 (2)AC (3)甲 (4)見解析 物理限時檢測 1．用彈簧測力計測量力的大小時，下列使用方法中正確的是 ( ) A．拿起彈簧測力計就進行測量讀數(shù) B．先用標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢查示數(shù)正確后，再進行測量讀數(shù) C．測量前檢查彈簧指針正指零刻線，用標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢查示數(shù)正確后，再進行測量讀數(shù) D．測量前觀察到彈簧測力計示數(shù)準(zhǔn)確指在0.5 N，測量讀取的數(shù)值應(yīng)是示數(shù)減去0.5 N 1解析：在使用彈簧測力計之前，首先檢查和矯正零點，然后利用標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢查證明其準(zhǔn)確后，才能去測量一個力的大小，所以A、B錯，C項正確；D項中用減去測量前的示數(shù)的方法也是可行的，所以應(yīng)選C、D. 2．湖南省長沙市一中2010屆上學(xué)期高三第二次月考“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點，OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。 （1）圖乙中的F與F′ 兩力中，方向一定沿AO方向的是_____。 （2）本實驗采用的科學(xué)方法是 。 A. 理想實驗法 B. 等效替代法 C. 控制變量法 D. 建立物理模型法 答案:（1）F′ （2）B 3．圖甲為“探究求合力的方法”的實驗裝置． (1)下列說法中正確的是________． A．在測量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過程中，橡皮條結(jié)點O的位置不能變化 B．彈簧測力計拉細(xì)線時，拉力方向必須豎直向下 C．F1、F2和合力F的大小都不能超過彈簧測力計的量程 D．為減小測量誤差，F(xiàn)1、F2方向間夾角應(yīng)為90 (2)彈簧測力計的指針如圖乙所示，由圖可知拉力的大小為________N. 解析： (1)在測量同一組數(shù)據(jù)的過程中，橡皮條結(jié)點O的位置不能變化，如果變化，即受力變化，所以A選項正確；由于彈簧測力計是通過定滑輪拉結(jié)點O，定滑輪只能改變力的方向不能改變力的大小，所以彈簧測力計拉線的方向不一定要沿豎直方向，B選項錯誤；彈簧測力計的使用，不能超過其量程，C選項正確；兩個拉力的方向合適即可，不宜太大，也不宜太小，但不一定為90，所以D選項錯誤． (2)考查彈簧測力計的讀數(shù)． 答案： (1)AC (2)4.00 4．(2010天津理綜)在探究求合力的方法時，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩．實驗時，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細(xì)繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條． (1)實驗對兩次拉伸橡皮條的要求中，下列哪些說法是正確的________(填字母代號)． A．將橡皮條拉伸相同長度即可 B．將橡皮條沿相同方向拉到相同長度 C．將彈簧秤都拉伸到相同刻度 D．將橡皮條和繩的結(jié)點拉到相同位置 (2)同學(xué)們在操作過程中有如下議論，其中對減小實驗誤差有益的說法是________(填字母代號)． A．兩細(xì)繩必須等長 B．彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行 C．用兩彈簧秤同時拉細(xì)繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大 D．拉橡皮條的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點要遠(yuǎn)些 5解析： (1)該實驗的關(guān)鍵是等效替代，故選B、D. 答案： (1)BD (2)BD 5．有同學(xué)利用如右圖所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結(jié)點O，每個鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力FTOA、FTOB和FTOC，回答下列問題： (1)改變鉤碼個數(shù)，實驗?zāi)芡瓿傻氖? ) A．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝2，N3＝4 B．鉤碼的個數(shù)N1＝N3＝3，N2＝4 C．鉤碼的個數(shù) N1＝N2＝N3＝4 D．鉤碼的個數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5 (2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是( ) A．標(biāo)記結(jié)點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向 B．量出OA、OB、OC三段繩子的長度 C．用量角器量出三段繩子之間的夾角 D．用天平測出鉤碼的質(zhì)量 6解析： (1)實驗中的分力與合力的關(guān)系必須滿足：|F1－F2|下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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