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必考部分 第二章相互作用 實驗三驗證力的平行四邊形定則 網(wǎng)控基礎(chǔ)點讀讀有底氣 重視實驗操作提高實驗技巧 一 實驗步驟 1 用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上 2 用圖釘把橡皮條的一端固定在A點 橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套 3 用兩只彈簧測力計分別鉤住細(xì)繩套 互成角度地拉橡皮條 使橡皮條與繩的結(jié)點伸長到某一位置O 如圖所示 記錄兩彈簧測力計的讀數(shù)F1 F2 用鉛筆描下O點的位置及此時兩細(xì)繩的方向 4 只用一只彈簧測力計通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O 記下彈簧測力計的讀數(shù)F 和細(xì)繩套的方向 5 改變兩彈簧測力計拉力的大小和方向 再重做兩次實驗 二 數(shù)據(jù)處理 1 用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細(xì)繩方向畫直線 按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計的拉力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點畫平行四邊形的對角線 此對角線即為合力F的圖示 2 用刻度尺從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實驗步驟 4 中彈簧測力計的拉力F 的圖示 3 比較F與F 是否完全重合或幾乎完全重合 從而驗證平行四邊形定則 三 注意事項 1 使用彈簧測力計前 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 再將兩只彈簧測力計的掛鉤鉤在一起 向相反方向拉 如果兩個示數(shù)相同方可使用 2 實驗中的兩個細(xì)繩套不要太短 3 在同一次實驗中 使橡皮條拉長時結(jié)點的位置一定要相同 4 用兩只彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時 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時 拉力應(yīng)沿彈簧測力計的軸線方向 彈簧測力計中彈簧軸線 橡皮條 細(xì)繩套應(yīng)該位于與紙面平行的同一平面內(nèi) 要防止彈簧測力計卡殼 防止彈簧測力計或橡皮條與紙面有摩擦 6 在同一實驗中 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 四 誤差分析1 讀數(shù)誤差彈簧測力計數(shù)據(jù)在允許的情況下 盡量大一些 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 2 作圖誤差 1 結(jié)點O的位置和兩只彈簧測力計的方向畫得不準(zhǔn)確 造成作圖誤差 2 作圖比例不恰當(dāng) 對邊不平行等造成作圖誤差 研細(xì)核心點練透實驗題 調(diào)研1 在 驗證力的平行四邊形定則 的實驗中 某同學(xué)的實驗情況如圖甲所示 其中A為固定橡皮條的圖釘 O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點 OB和OC為細(xì)繩套 1 圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的力的圖示 下列說法中正確的是 考點一 實驗原理與操作 試題調(diào)研 A 圖乙中的F是力F1和F2合力的理論值 F 是力F1和F2合力的實驗測量值B 圖乙中的F 是力F1和F2合力的理論值 F是力F1和F2合力的實驗測量值C 在實驗中 如果將細(xì)繩也換成橡皮條 那么對實驗結(jié)果沒有影響D 在實驗中 如果將細(xì)繩也換成橡皮條 那么對實驗結(jié)果有影響 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 3 在做本實驗時 以下操作中錯誤的是 A 同一次實驗過程中 O點位置允許變動B 實驗中 彈簧秤必須與木板平行 讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度C 實驗中 先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程 然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向 把橡皮條另一端拉到O點D 實驗中 把橡皮條的另一端拉到O點時 兩彈簧秤之間夾角應(yīng)取90 以便于算出合力的大小 解析 1 理論值是利用平行四邊形定則畫出的合力 實驗值是利用一個彈簧秤時的拉力的值 在本實驗中 細(xì)繩和橡皮條效果相同 不會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響 2 本實驗采用的是等效替代的方法 利用一個力的作用效果替代兩個力的作用效果 從而建立合力和分力的關(guān)系 3 在同一次實驗中O點的位置是不允許動的 否則會引起誤差 做本實驗的時候兩個彈簧秤要平行于木板且同時拉動 而且兩個彈簧秤之間的夾角沒有一定的要求 答案 1 BC 2 B 3 ACD 1 本實驗的關(guān)鍵是理解實驗原理 由于要保證兩次操作拉力的效果相同 所以在同一次實驗中 結(jié)點O的位置不能改變 2 由于要用力的圖示作圖 所以除了記錄結(jié)點O的位置之外 還需要記錄F1 F2的大小 方向以及F的大小和方向 3 在坐標(biāo)紙上作圖時 需根據(jù)坐標(biāo)紙大小 合理的確定標(biāo)度 盡量減小由作圖及測量帶來的誤差 名師歸納點題破疑 1 1 某同學(xué)在家中嘗試 驗證平行四邊形定則 他找到三條相同的橡皮筋 遵循胡克定律 和若干小重物 以及刻度尺 三角板 鉛筆 細(xì)繩 白紙 釘子 設(shè)計了如下實驗 將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A B上 另一端與第三條橡皮筋連接 結(jié)點為O 將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物 如圖所示 類題練熟 1 為完成該實驗 下述操作中必需的是 a 測量細(xì)繩的長度b 測量橡皮筋的原長c 測量懸掛重物后橡皮筋的長度d 記錄懸掛重物后結(jié)點O的位置 2 釘子位置固定 欲利用現(xiàn)有器材 改變條件再次驗證 可采用的方法是 答案 1 bcd 2 更換不同的小重物 解析 1 運用等效思想來驗證平行四邊形定則 即要驗證以兩力為鄰邊作平行四邊形 其對角線是否和合力相符 本小題中結(jié)點受三個力 其中兩個力的合力與第三個力等大反向 故先測出各力的大小和方向 然后作出各力的圖示 以兩邊為鄰邊作平行四邊形 如果在實驗誤差范圍內(nèi)平行四邊形的對角線與第三個力等大反向 即可驗證 為測量各力的大小 需要記錄橡皮筋原長 懸掛重物后的長度以及記錄懸掛重物后O點的位置 故應(yīng)選b c d 2 可以通過改變小重物來改變各力的大小 調(diào)研2 2015 常州模擬 李明同學(xué)在做 互成角度的兩個力的合成 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 如圖所示 考點二 數(shù)據(jù)處理與誤差分析 試題調(diào)研 1 試在圖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 而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 如圖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 其中比較符合實驗事實的是 力F 是用一只彈簧測力計拉時的圖示 4 在以上實驗結(jié)果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 解析 1 用平行四邊形定則作圖 即以F1 F2為兩鄰邊作平行四邊形 對角線OF就表示合力F 如答案圖 標(biāo)上箭頭表明方向 2 兩分力可以同時大于合力 故A正確 結(jié)點受三個力作用處于平衡狀態(tài) 其中兩彈簧測力計的拉力的合力與第三個力 橡皮筋的拉力等大反向 是一對平衡力 而橡皮筋的拉力不是合力 故B錯 只有保證結(jié)點在同一位置才能說明作用效果相同 故C正確 若兩個分力的大小變化而方向都不變 則合力必定變化 故D錯 3 作圖法得到的F必為平行四邊形的對角線 單個彈簧測力計的拉力F 一定與橡皮筋共線 故張華的實驗比較符合實驗事實 4 F2的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左 作圖時兩虛線分別與F1線和F2線不嚴(yán)格平行 其他合理原因均正確 2 1 2015 武漢模擬 在 驗證力的平行四邊形定則 實驗中 1 部分實驗步驟如下 請完成有關(guān)內(nèi)容 A 將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上 另一端綁上兩根細(xì)線 B 在其中一根細(xì)線上掛上5個質(zhì)量相等的鉤碼 使橡皮筋拉伸 如圖甲所示 記錄 C 將步驟B中的鉤碼取下 分別在兩根細(xì)線上掛上4個和3個質(zhì)量相等的鉤碼 用兩光滑硬棒B C使兩細(xì)線互成角度 如圖乙所示 小心調(diào)整B C的位置 使 記錄 類題練熟 調(diào)研3 有同學(xué)利用如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TOA TOB和TOC 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 4B 鉤碼的個數(shù)N1 N3 3 N2 4C 鉤碼的個數(shù)N1 N2 N3 4D 鉤碼的個數(shù)N1 3 N2 4 N3 5 考點三 實驗改進(jìn)與創(chuàng)新 試題調(diào)研 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 3 在作圖時 你認(rèn)為圖中 填 甲 或 乙 是正確的 本實驗創(chuàng)新一般圍繞實驗原理展開 1 器材創(chuàng)新 本題中沒有使用彈簧秤 也沒有使用橡皮條 而是用三根細(xì)繩及鉤碼完成實驗 2 原理創(chuàng)新 本實驗是應(yīng)用三力平衡來驗證平行四邊形定則 即任意兩個力的合力和第三個力等大反向 所以需記錄三個力的大小和方向以及O點的位置即可驗證平行四邊形定則 3 本實驗的優(yōu)點是操作簡單 容易記錄數(shù)據(jù) 缺點是比較結(jié)果時不直觀 以及滑輪和繩子間的摩擦帶來誤差 名師歸納點題破疑 3 1 2015 合肥質(zhì)檢 某同學(xué)嘗試用橡皮筋等器材驗證力的平行四邊形定則 他找到兩條相同的橡皮筋 遵循胡克定律 和若干小重物 以及刻度尺 三角板 鉛筆 細(xì)繩 白紙 釘子 設(shè)計了如下實驗 將兩條橡皮筋的一端與細(xì)繩連接 細(xì)繩下掛一重物 兩橡皮筋的另一端也都連有細(xì)繩 實驗時 先將兩條橡皮筋的一端的細(xì)繩固定在墻上的釘子A上 其中一條橡皮筋任其下垂 如圖甲所示 將另一條橡皮筋的另一端的細(xì)繩也固定在墻上的釘子B上 如圖乙所示 類題練熟 1 為完成實驗 下述操作中必需的是 a 兩橡皮筋的另一端連接的細(xì)繩a b長度要相同b 要測量橡皮筋的原長c 要測量圖甲和圖乙中橡皮筋的長度d 要記錄圖甲中結(jié)點O的位置及過結(jié)點O的豎直方向e 要記錄圖乙中結(jié)點O 的位置及過結(jié)點O 的豎直方向 2 對該實驗 兩條相同的橡皮筋 的要求的理解正確的是 a 橡皮筋的材料和原長相同即可b 橡皮筋的材料和粗細(xì)相同即可c 橡皮筋的材料 原長和粗細(xì)均要相同 解析 1 首先應(yīng)明確該實驗的實驗原理 即用橡皮筋的伸長量來表示彈力的大小 所以實驗中一定要測橡皮筋的長度 而沒必要關(guān)心細(xì)繩a b的長度 b和c是需要的 為了確保力的合成的等效性 懸掛重物后結(jié)點O的位置必須相同 且是圖乙中的 而不能是圖甲中的 e是必需的 2 為了能用橡皮筋的伸長量表示彈力大小 滿足F kx 應(yīng)讓k值相同 即橡皮筋的材料 粗細(xì) 原長均要相同 c正確