高中物理 第4章 怎樣求合力與分力 實驗：探究合力與分力的關(guān)系課件 滬科版必修1.ppt

實驗 探究合力與分力的關(guān)系 第4章怎樣求合力與分力 目標(biāo)定位 1 探究互成角度的兩個力合成的平行四邊形定則 2 練習(xí)用作圖法求兩個力的合力 內(nèi)容索引 知識探究新知探究點點落實 達標(biāo)檢測當(dāng)堂檢測鞏固反饋 知識探究 一個力f的作用效果與兩個共點力f1和f2的共同作用效果都是把橡筋條結(jié)點拉伸到某點 則f為f1和f2的合力 作出f的圖示 再根據(jù)力的平行四邊形定則作出f1和f2的合力f 的圖示 比較f 與f在實驗誤差允許范圍內(nèi)是否 即得到互成角度的兩個力合成遵從平行四邊形定則 一 實驗原理 大小相等 方向相同 方木板 白紙 圖釘若干 細芯鉛筆 橡皮筋一段 細繩套兩個 彈簧測力計兩個 二 實驗器材 三角板 刻度尺 1 儀器的安裝 1 釘白紙 用圖釘把一張白紙釘在方木板上 將方木板放在水平桌面上 2 拴繩套 用圖釘把橡皮筋的一端固定在木板上的a點 在橡皮筋的另一端拴上兩條細繩套 三 實驗過程 2 操作與記錄 1 兩力拉 用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細繩套 互成角度地拉橡皮筋 使橡皮筋伸長 結(jié)點到達某一位置o 如圖1所示 用鉛筆描下結(jié)點o的位置和兩條細繩套的方向 并記錄彈簧測力計的讀數(shù) 圖1 2 一力拉 只用一個彈簧測力計 通過細繩套把橡皮筋的結(jié)點拉到與前面相同的位置o 記下彈簧測力計的讀數(shù)和細繩套的方向 3 作圖對比 1 理論值 在白紙上按比例從o點開始作出兩個彈簧測力計同時拉橡皮筋時拉力f1和f2的圖示 利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力f 2 測量值 按同樣的比例用刻度尺從o點起作出一個彈簧測力計拉橡皮筋時拉力f 的圖示 如圖2所示 圖2 3 相比較 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)是否重合 4 重復(fù)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 在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等 1 彈簧測力計使用前沒調(diào)零會造成誤差 2 使用中 彈簧測力計的彈簧和外殼之間 指針和外殼之間或彈簧測力計的外殼和紙面之間有摩擦力存在會造成誤差 3 兩次測量拉力時 橡皮筋的結(jié)點沒有拉到同一點會造成偶然誤差 4 兩個分力的夾角太小或太大 f1 f2數(shù)值太小 應(yīng)用平行四邊形定則作圖時 會造成偶然誤差 四 誤差分析 1 結(jié)點 1 定位o點時要力求準(zhǔn)確 2 同一次實驗中橡皮筋拉長后的o點必須保持位置不變 2 拉力 1 用彈簧測力計測拉力時要使拉力沿彈簧測力計軸線方向 2 應(yīng)使橡皮筋 彈簧測力計和細繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi) 3 兩個分力f1 f2間的夾角 不要太大或太小 五 注意事項 3 作圖 1 在同一次實驗中 選定的比例要相同 2 嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形 求出合力 例1李明同學(xué)在做 探究合力與分力的關(guān)系 實驗時 利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點位置o以及兩只彈簧測力計拉力的大小 如圖3 a 所示 圖3 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 答案如圖所示 答案 2 多選 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保持橡皮筋結(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 答案 3 如圖 b 所示是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實驗時得到的結(jié)果 其中哪一個實驗比較符合實驗事實 力f 是用一只彈簧測力計拉時的圖示 張華的實驗比較符合實驗事實 答案 4 在以上比較符合實驗事實的一位同學(xué)的實驗中 造成誤差的主要原因是 至少寫出兩種情況 f1的方向比真實方向偏左 f2的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左 作圖時兩虛線不分別與f1線和f2線平行 答案 解析本實驗是采用等效替代的原理 當(dāng)兩個力作用使橡皮筋結(jié)點o伸長到某一點 另一個力作用也使橡皮筋結(jié)點o伸長到同一點時 這個力就是前兩個力的合力 選b 例2在 探究合力與分力的關(guān)系 的實驗中某同學(xué)的實驗情況如圖4所示 其中a為固定橡皮筋的圖釘 o為橡皮筋與細繩的結(jié)點 ob和oc為細繩 圖4 1 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 解析 解析本實驗中兩彈簧測力計所拉繩間的夾角一般在60 到120 之間較合適 a錯誤 為了減小誤差 便于確定兩拉力的方向 拉橡皮筋的細繩要稍長一些 且必須使橡皮筋 細繩 彈簧測力計都與木板平行 細繩要與彈簧測力計軸線在同一直線上 讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計刻度 b c d均正確 2 多選 本實驗中 采取下列哪些方法和步驟可以減小實驗誤差a 兩個分力f1 f2間的夾角越大越好b 拉橡皮筋的細繩要稍長一些c 實驗中 彈簧測力計必須與木板平行d 讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計刻度 答案 解析 達標(biāo)檢測 1 多選 在做完 探究合力與分力的關(guān)系 實驗后 某同學(xué)將其實驗操作過程進行了回顧 并在筆記本上記下如下幾條體會 你認為他的體會中正確的是a 用兩只彈簧測力計拉橡皮筋時 應(yīng)使兩細繩套間的夾角為90 以便算出合力的大小b 用兩只彈簧測力計拉橡皮筋時合力的圖示f與用一只彈簧測力計拉橡皮筋時力的圖示f 不完全重合 在誤差允許范圍內(nèi) 可以說明 力的平行四邊形定則 成立c 若f1 f2方向不變 而大小各增加1n 則合力的方向也不變 大小也增加1nd 在用彈簧測力計拉橡皮筋時 應(yīng)使彈簧測力計的彈簧與木板平面平行 答案 1 2 解析 解析用兩只彈簧測力計拉橡皮筋時 兩細繩套的夾角約在60 120 范圍 實驗中不需要計算出合力的大小 沒必要非得把細繩套間夾角設(shè)定為90 a錯 實驗中f與f 的圖示不一定完全重合 只要兩者長度差不多 夾角很小 就可以近似認為驗證了 力的平行四邊形定則 b對 f1 f2夾角不確定 它們的大小與合力f的大小關(guān)系不確定 不能通過f1 f2大小的變化確定f大小的變化 c錯 實驗時必須使彈簧測力計的彈簧與木板平面平行 d對 1 2 2 某同學(xué)用如圖5所示的實驗裝置來探究合力與分力的關(guān)系 彈簧測力計a掛于固定點p 下端用細線掛一重物m 彈簧測力計b的一端用細線系于o點 手持另一端向左拉 使結(jié)點o靜止在某位置 分別讀出彈簧測力計a和b的示數(shù) 并在貼于豎直木板的白紙上記錄o點的位置和拉線方向 答案 圖5 1 本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為n 圖中a的示數(shù)為 n 解析由彈簧測力計可讀出數(shù)據(jù)為3 6n 解析 3 6 1 2 2 下列不必要的實驗要求是 請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母 a 應(yīng)測量重物m所受的重力b 彈簧測力計應(yīng)在使用前校零c 拉線方向應(yīng)與木板平面平行d 改變拉力 進行多次實驗 每次都要使o點靜止在同一位置 答案 解析 解析因為只要o點受力平衡 三個力的合力為零即可 沒有必要每次都要使o點靜止在同一位置 故選d 1 2 3 某次實驗中 該同學(xué)發(fā)現(xiàn)