新教材高考物理一轮复习第2章相互作用共点力的平衡实验3探究两个互成角度的力的合成规律课件.ppt

实验3探究两个互成角度的力的合成规律内容索引强基础增分策略增素能精准突破练思维迁移运用强基础增分策略一、实验目的验证力的平行四边形定则。二、实验思路互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F产生相同的效果,比较F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F在实验误差允许范围内是否相同。三、实验器材木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、小圆环、三角板、刻度尺、图钉(若干个)。四、进行实验如图甲所示,橡皮条的一端固定,另一端挂一轻质小圆环,橡皮条的长度为GE。在图乙中,用两个弹簧测力计共同拉动小圆环,小圆环受到拉力F1、F2和橡皮条的共同作用,处于O点,橡皮条伸长的长度为EO。撤去F1、F2,改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环,小圆环受到拉力F和橡皮条的作用,仍处于O点(图丙)。力F单独作用,与F1、F2共同作用,都能使小圆环静止于O点,由于两次橡皮条的形变量相同,即橡皮条对小圆环的拉力相同,所以F等于F1、F2的合力。保证作用效果相同五、数据处理1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边作平行四边形,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。2.用刻度尺从O点按相同的标度沿记录的方向作出一个弹簧测力计的拉力F的图示。不同小组可以取不同标度3.比较F与F是否完全重合或几乎重合,从而验证平行四边形定则。六、误差分析1.系统误差:弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计。2.偶然误差:弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力F1、F2的夹角适当大些。七、注意事项1.实验过程中读数时视线要垂直弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录。2.作图时使用刻度尺或三角板,作图要规范。增素能精准突破考点一教材原型实验典例1.(2023黑龙江哈师大附中高三检测)在探究两个互成角度的力的合成规律实验中,实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示,E为橡皮筋原长时小圆环的位置,O为实验时小圆环被拉至的位置。(1)图丁中弹簧测力计的示数为N。?(2)在实验过程中,不必记录的有。?A.甲图中E的位置 B.乙图中O的位置C.OB、OC的方向 D.弹簧测力计的示数(3)下列选项中,与本实验要求相符的是。?A.两细绳OB、OC夹角越大越好B.读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度C.实验时,只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可(4)某次实验记录纸如图戊所示,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点,拉力F的方向过P点;三个力的大小分别为F1=2.70N、F2=2.30N和F=4.00N,得出正确实验结论后,请根据实验结论和图中给出的标度:①在图中作出F1和F2的合力;②根据作图求出该合力大小为N。?答案(1)2.35(2)A(3)B(4)①见解析图②3.99解析(1)弹簧测力计最小分度值为0.1N,估读到0.01N,题图丁中读数为2.35N。(2)必须要记录的有两个分力F1和F2的大小和方向、合力F的大小和方向,力的大小通过弹簧测力计读出,两次都要使小圆环被拉到O点位置,所以必须记录的有B、C、D;不需要记录的是题图甲中E的位置,故选A。(3)两个细绳OB、OC夹角要适当大一些,但不能太大,合力一定时,两分力夹角太大导致两分力太大,测量误差变大,选项A错误。读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度,规范操作,选项B正确。实验时,不仅需要保证两次橡皮筋伸长量相同,还必须都是伸长至O点才行,选项C错误。(4)①由于标度已经选定,作图时要保证表示F1、F2的线段长度分别为标度的2.7倍和2.3倍,作图如图所示;②量出作图法求出的合力长度约为标度的3.99倍,所以合力大小为3.99N。考点二实验的改进与创新本实验一般是在教材实验原理的基础上,以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件,或通过改变实验条件、实验仪器设置题目。因此要在教材实验的基础上注重对器材变化后分力和合力的分析判断能力的培养,要善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。1.实验器材的变化2.分力和合力的变化(1)分力的获得:弹簧测力计的拉力→钩码的重力。(2)合力的获得:弹簧测力计的拉力→重物的重力→钩码的重力。典例2.某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下实验器材验证平行四边形定则:刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子、质量不同的小重物若干、木板。实验方案如