《（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 4 實(shí)驗(yàn)微講座1 2 實(shí)驗(yàn)二 探究求合力的方法教學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 4 實(shí)驗(yàn)微講座1 2 實(shí)驗(yàn)二 探究求合力的方法教學(xué)案（11頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)二　探究求合力的方法 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．會(huì)使用彈簧測力計(jì)． 2．驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)的平行四邊形定則． 二、實(shí)驗(yàn)原理 1．等效法：一個(gè)力F′的作用效果和兩個(gè)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(diǎn)，所以一個(gè)力F′就是這兩個(gè)力F1和F2的合力，作出力F′的圖示，如圖所示． 2．平行四邊形法：根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示． 3．驗(yàn)證：比較F和F′的大小和方向是否相同，若在誤差允許的范圍內(nèi)相同，則驗(yàn)證了力的平行四邊形定則． 三、實(shí)驗(yàn)器材 方木板，白紙，彈簧測力計(jì)(兩只)，橡皮條，細(xì)繩套(兩個(gè))，三角板，刻度尺，圖釘(幾個(gè))

2、． 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1．用圖釘把白紙釘在水平桌面的方木板上． 2．用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套． 3．用兩只彈簧測力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置O.用鉛筆描下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測力計(jì)的讀數(shù)．注意在使用彈簧測力計(jì)的時(shí)候，要使它的彈簧與木板平面平行． 4．只用一只彈簧測力計(jì)通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F′和細(xì)繩套的方向． 5．改變兩彈簧測力計(jì)拉力的大小和方向，再重做兩次實(shí)驗(yàn)． 五、數(shù)據(jù)處理 1．用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈

3、簧測力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過O點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示． 2．用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)步驟4中彈簧測力計(jì)的拉力F′的圖示． 3．比較F與F′是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗(yàn)證平行四邊形定則． 六、注意事項(xiàng) 1．使用彈簧測力計(jì)前，要先觀察指針是否指在零刻度處，若指針不在零刻度處，要設(shè)法調(diào)整指針，使之指在零刻度處．再將兩個(gè)彈簧測力計(jì)的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉，如果兩個(gè)示數(shù)相同方可使用． 2．實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)細(xì)繩套不要太短． 3．在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同． 4．用兩只

4、彈簧測力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，夾角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之間為宜． 5．在用力拉彈簧測力計(jì)時(shí)，拉力應(yīng)沿彈簧測力計(jì)的軸線方向．彈簧測力計(jì)中彈簧軸線、橡皮條、細(xì)繩套應(yīng)該位于與紙面平行的同一平面內(nèi)．要防止彈簧測力計(jì)卡殼，防止彈簧測力計(jì)或橡皮條與紙面有摩擦． 6．在同一實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些． 七、誤差分析 1．彈簧測力計(jì)本身不夠準(zhǔn)確造成系統(tǒng)誤差． 2．彈簧測力計(jì)讀數(shù)和作圖不準(zhǔn)造成偶然誤差． 　對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和操作的考查 【典題例析】 　(2020·湖州調(diào)研)在“探究求合力的方法”時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水

5、平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩．實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細(xì)繩套用兩個(gè)彈簧測力計(jì)互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧測力計(jì)通過細(xì)繩套拉橡皮條． (1)實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中，下列說法正確的是________(填字母代號(hào))． 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．將彈簧測力計(jì)都拉伸到相同刻度 D．將橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置 (2)同學(xué)們?cè)诓僮鬟^程中有如下議論，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是________(填字母代號(hào))． A．兩細(xì)繩必須等長 B．彈簧測力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行 C．用兩彈簧測力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩

6、時(shí)兩彈簧測力計(jì)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(diǎn)要遠(yuǎn)些 (3)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是________(填字母代號(hào))． A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．控制變量法 C．等效替代法 D．建立物理模型法 [解析]　(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證力的平行四邊形定則，即研究合力與分力的關(guān)系．根據(jù)合力與分力是等效的，本實(shí)驗(yàn)橡皮條兩次沿相同方向拉伸的長度要相同，故A錯(cuò)誤，B正確；在白紙上標(biāo)下第一次橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)的位置，第二次將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置，表明兩次效果相同，而彈簧測力計(jì)不必拉到相同刻度，故C錯(cuò)誤，D正確． (2)通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測力計(jì)互成角度地拉橡皮

7、條時(shí)，并非要求兩細(xì)繩等長，故A錯(cuò)誤；測量力的實(shí)驗(yàn)要求盡量準(zhǔn)確，為了減小實(shí)驗(yàn)中因摩擦造成的誤差，操作中要求彈簧測力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，故B正確；用彈簧測力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)，拉力不能太大，也不能太小，故C錯(cuò)誤；為了更加準(zhǔn)確的記錄力的方向，拉橡皮條的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，故D正確． (3)該實(shí)驗(yàn)采用的方法為等效替代法，故選C. [答案]　(1)BD　(2)BD　(3)C 　如圖是“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)示意圖．圖甲表示在兩個(gè)拉力F1、F2的共同作用下，將橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉長到O點(diǎn)；圖乙表示準(zhǔn)備用一個(gè)拉力F拉橡皮條．下列說法正確的是(　　) A．甲中兩個(gè)拉力的大

8、小應(yīng)相等 B．甲中兩個(gè)拉力的方向應(yīng)互相垂直 C．乙中只需使橡皮條的伸長量與甲中相等 D．乙中仍需將橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn) 解析：選D.甲中兩個(gè)拉力的大小不一定相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；甲中兩個(gè)拉力的方向不一定互相垂直，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；乙中仍需將橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)，僅伸長量與甲中相等不能滿足要求，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 　對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的考查 【典題例析】 　(2020·舟山質(zhì)檢)橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計(jì)．沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測力計(jì)．當(dāng)橡皮條的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖所示，這時(shí)彈簧測力計(jì)

9、的讀數(shù)可從圖中讀出． (1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為________N和________N．(要求讀到0.1 N) (2)在圖中的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力． [解析]　讀彈簧測力計(jì)示數(shù)時(shí)，應(yīng)注意先找零刻度線，尤其是豎直放置的那個(gè)彈簧測力計(jì)，它的讀數(shù)是2.5 N(而不是3.5 N)，水平放置的彈簧測力計(jì)讀數(shù)是4.0 N. [答案]　(1)4.0　2.5(或2.5　4.0) (2)如圖所示(合理即可) 　(2020·浙江名校聯(lián)考)小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則． (1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖甲所示，O 點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈

10、簧測力計(jì)共同作用時(shí)，拉力 F1和 F2 的方向分別過 P1 和 P2點(diǎn)；一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力 F3 的方向過 P3 點(diǎn)．三個(gè)力的大小分別為：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和 F3＝4.25 N．請(qǐng)根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出 F1和F2的合力． (2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)，小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．他用彈簧測力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度， 發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對(duì)橡皮筋彈性的影響．實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于 O 點(diǎn)，下端 N 掛一重物．用與白紙平行的水平力緩慢地拉動(dòng) N，在

11、白紙上記錄下N 的軌跡．重復(fù)上述過程，再次記錄下 N 的軌跡． 兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖丙所示. 過 O 點(diǎn)作一條直線與軌跡交于 a、b 兩點(diǎn)， 則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到 a 和 b 時(shí)所受水平拉力 Fa、Fb 的大小關(guān)系為____________. (3)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有________. (選填選項(xiàng)前的字母) A．橡皮筋的長度與受到的拉力成正比 B．兩次受到的拉力相同時(shí)，橡皮筋第 2 次的長度較長 C．兩次被拉伸到相同長度時(shí)，橡皮筋第 2 次受到的拉力較大 D．兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大 (4)根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)

12、探究，請(qǐng)對(duì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng)． 解析：(1)作出的圖示如圖1所示． 　 (2)重物受力情況如圖2所示，由于重力不變，兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋拉力FT的方向相同，故水平拉力F大小相等，即Fa＝Fb. (3)根據(jù)題圖丙可知，選項(xiàng)B、D正確，A、C錯(cuò)誤． (4)橡皮筋拉伸不宜過長，選用新橡皮筋等可減小誤差． 答案：(1)見解析圖(F合＝4.60～4.90 N都算對(duì)) (2)Fa＝Fb　(3)BD　(4)橡皮筋拉伸不宜過長；選用新橡皮筋(或：拉力不宜過大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧) 1．(2020·寧波高二期中)小麗用如圖所示的裝置“探究求合力的方法”

13、．用一木板豎直放在鐵架臺(tái)和彈簧所在平面后，其部分實(shí)驗(yàn)操作如下，請(qǐng)完成下列相關(guān)內(nèi)容： (1)如圖甲所示，在木板上記下懸掛兩個(gè)鉤碼時(shí)彈簧末端的位置O； (2)卸下鉤碼然后將兩繩套系在彈簧末端，用兩彈簧測力計(jì)將彈簧末端拉到同一位置O，記錄細(xì)繩套AO、BO的________及兩彈簧測力計(jì)相應(yīng)的讀數(shù)，圖乙中B彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為________ N(保留2位小數(shù))； (3)小麗在坐標(biāo)紙上畫出兩彈簧拉力FA、FB的大小和方向如圖丙所示，請(qǐng)你用作圖工具在圖丙中作出FA、FB的合力F′； (4)已知鉤碼的重力，可得彈簧所受的拉力F如圖丙所示； (5)最后觀察比較F和F′，得出結(jié)論． 解析

14、：根據(jù)“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)原理，要記錄細(xì)繩套AO、BO的方向和拉力大小，拉力大小由彈簧測力計(jì)讀出，分度值為0.1 N，估讀一位：11.40 N．利用平行四邊形定則作出FA、FB的合力F′，如圖所示． 答案：(2)方向　11.40　(3)見解析圖 2．某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”．彈簧測力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M.彈簧測力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，手持另一端向左拉，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置．分別讀出彈簧測力計(jì)A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向． (1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為_______

15、_ N. (2)下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是________．(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母) A．應(yīng)測量重物M所受的重力 B．彈簧測力計(jì)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(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置 (3)某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)A的指針稍稍超出量程，請(qǐng)您提出兩個(gè)解決辦法． ________________________________________________________________________ ______________________________________________________________

16、__________ ________________________________________________________________________. 解析：(1)由題圖知，彈簧測力計(jì)A的分度值為0.2 N，讀數(shù)為3.6 N. (2)驗(yàn)證力的平行四邊形定則，一定要記好合力與兩分力的大小與方向，與結(jié)點(diǎn)位置無關(guān)，D錯(cuò)；M的重力即合力，A對(duì)；測量前彈簧測力計(jì)調(diào)零才能測量準(zhǔn)確，B對(duì)；拉線與木板平行才能保證力在平行于木板平面的同一平面內(nèi)，C對(duì)． (3)對(duì)O點(diǎn)受力分析如圖所示，可見若要減小FOA可通過調(diào)節(jié)FOB的大小或方向，或減小物重G等． 答案：(1)3.6　(2)D　(

17、3)①減小彈簧測力計(jì)B的拉力；②減小重物M的質(zhì)量(或改變彈簧測力計(jì)B拉力的方向等) 3．(2020·舟山質(zhì)檢)有同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗(yàn)證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個(gè)光滑的滑輪A和B，將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O，每個(gè)鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，根據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力F1、F2和F3，回答下列問題： (1)改變鉤碼個(gè)數(shù)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖莀_______． A．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝N2＝2，N3＝4 B．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝N3＝3，N2＝4 C．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝N2＝N3＝4 D．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5 (2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個(gè)

18、步驟是________． A．標(biāo)記結(jié)點(diǎn)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 (3)在作圖時(shí)，你認(rèn)為圖中________是正確的(選填“甲”或“乙”)． 解析：(1)實(shí)驗(yàn)中的分力與合力的關(guān)系必須滿足：|F1－F2|

19、(a)所示． (1)試在圖(a)中作出無實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是________． A．兩彈簧測力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大 B．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計(jì)的拉力是分力 C．兩次拉橡皮筋時(shí)，需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O，這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計(jì)拉力的效果相同 D．若只增大某一只彈簧測力計(jì)的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧測力計(jì)拉力的大小即可 (3)如圖(b)所示是甲和乙兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個(gè)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？(力F′是用一只彈簧測力計(jì)拉時(shí)的圖示)

20、________________________________________________________________________. 解析：(1)以F1、F2為鄰邊作平行四邊形，其對(duì)角線OF即為所求的合力(如圖所示)． (2)兩只彈簧測力計(jì)的拉力與橡皮筋的拉力的合力為零，它們之間不是合力與分力的關(guān)系，B錯(cuò)誤；結(jié)點(diǎn)位置不變，合力不變，當(dāng)一只彈簧測力計(jì)的拉力大小改變時(shí)，另一只彈簧測力計(jì)的拉力的方向必改變，故D錯(cuò)誤；正確的選項(xiàng)只有A、C. (3)用平行四邊形定則求出的合力可以與橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只彈簧測力計(jì)拉結(jié)點(diǎn)的拉力與橡皮筋拉力一定在同一直線上，故甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到

21、的結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)． 答案：見解析 5．(2020·南通市教學(xué)質(zhì)量檢測)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖甲所示，在豎直放置的木板上部附近兩側(cè)，固定兩個(gè)力傳感器，同一高度放置兩個(gè)可以移動(dòng)的定滑輪，兩根細(xì)繩跨過定滑輪分別與兩力傳感器連接，在兩細(xì)繩連接的結(jié)點(diǎn)O下方懸掛鉤碼，力傳感器1、2的示數(shù)分別為F1、F2，調(diào)節(jié)兩個(gè)定滑輪的位置可以改變兩細(xì)繩間的夾角．實(shí)驗(yàn)中使用若干相同的鉤碼，每個(gè)鉤碼質(zhì)量均為100 g，取g＝9.8 m/s2. (1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________． A．實(shí)驗(yàn)開始前，需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi) B．每次實(shí)驗(yàn)都必須保證

22、結(jié)點(diǎn)位于O點(diǎn) C．實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三細(xì)繩的方向 D．實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要用一個(gè)力傳感器單獨(dú)測量懸掛于O點(diǎn)鉤碼的總重力 (2)根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，該同學(xué)已經(jīng)按照力的圖示的要求畫出了F1、F2(如圖乙)，請(qǐng)你作圖得到F1、F2的合力F(只作圖，不求大小)，并寫出該合力不完全豎直的一種可能原因：________________________________________________________________________. 解析：(1)實(shí)驗(yàn)開始前，需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi)，以保證鉤碼重力等于細(xì)線中的拉力，選項(xiàng)A正確；該裝置每次實(shí)驗(yàn)不需要保證結(jié)點(diǎn)位于O點(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三細(xì)繩的方向，選項(xiàng)C正確；懸掛于O點(diǎn)鉤碼的總重力可以根據(jù)鉤碼的質(zhì)量得出，不需要力傳感器測量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． (2)利用平行四邊形定則作出F1和F2的合力F.該合力方向不完全在豎直方向的可能原因是定滑輪有摩擦、木板未豎直放置等． 答案：(1)AC　(2)如解析圖所示　定滑輪有摩擦、木板未豎直放置等(回答出一項(xiàng)合理答案即可) 11