,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,高中物理课件,灿若寒星整理制作,高中物理课件灿若寒星整理制作,实验：验证力的平行四边形定则,实验：验证力的平行四边形定则,2,我们已经学习了许多物理量其中体积、质量、时间、长度的运算所遵循的是代数的加减法则，为什么力的合成要遵循平行四边形定则呢,?,这种运算法则是否正确呢,?,我们已经学习了许多物理量其中体积、质量、时间、长度的运算所遵,3,有同学提出以下猜想：,1.,合力的大小只在分力夹角为锐角时遵循平行四边形法则。,2.,夹角为直角时，用勾股定理计算，不遵循平行四边形法则。,同学们，你是怎样认为的呢？说说你的猜想。,有同学提出以下猜想：,4,1,.,掌握弹簧测力计的正确使用方法,。,2.,根据实验的要求，会对给定的实验步骤排序、纠错。,3,.,验证力的平行四边形定则，,培养用作图法处理问题的能力。,(,重点,),1.掌握弹簧测力计的正确使用方法。,5,验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则,【,实验目的,】,验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则【实验目的】,6,一个力,F,的作用效果和两个力,F,1,、,F,2,的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以力,F,就是这两个力,F,1,和,F,2,的合力,作出力,F,的图示,.,再根据平行四边形定则作出力,F,1,和,F,2,的合力,F,的图示,比较,F,和,F,的大小和方向是否相同,若相同,则说明互成角度两个力合成时遵循平行四边形定则,.,【,实验原理,】,一个力F的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条,7,方木板一块、白纸、弹簧测力计,(,两只,),、橡皮条、细绳套,(,两个,),、三角板、刻度尺、图钉,(,几个,),、细芯铅笔,.,【,实验器材,】,方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个),8,(1),在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。,【,实验步骤,】,(1)在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白,9,(2),用图钉把橡皮条的一端固定在板上的,A,点，在橡皮条的另一端栓上两条细绳套。,E,A,注意：请设计好伸长结点的位置，以便作图。,(2)用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端,10,(3),用两个弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置,O,。,(4),用铅笔记下,O,点的位置和两条细绳的方向，读出两个弹簧测力计的示数。,F,1,O,F,2,A,E,示数,示数,(3)用两个弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡,11,(5),用铅笔和刻度尺在白纸上从,O,点沿着两条细绳的方向画直线，按着一定的标度作出两个力,F,1,和,F,2,的图示。用平行四边形定则求出合力。,F,1,F,2,F,o,(5)用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，,12,(6),只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到,同样位置,O,。读出示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力,F,的图示。,O,E,F,/,F,1,F,F,2,F,/,(6)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样位,13,(7),比较,F,与用平行四边形定则求得的合力,F,的大小和方向，看它们是否相等。,F,1,F,F,/,o,F,/,是理论值，,F,是实验值,F,2,(7)比较F与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，看,14,在误差允许范围内，理论值和实验值大小相等方向相同。验证了平行四边形定则的正确性。,在误差允许范围内，理论值和实验值大小相等方向相同。验证了平行,15,实验过程展示,实验过程展示,1.,用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内,这样两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小,.,2.,结点,O,的位置和两个测力计的方向画得不准,造成作图的误差,.,【,误差分析,】,1.用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测力计不在同一个平,17,3.,两个分力的起始夹角,太大,如大于,120,再重做两次实验，为保证结点,O,位置不变,(,即保证合力不变,),则,变化范围不大，因而测力计示数变化不显著,读数误差大,.,4.,作图比例不恰当造成作图误差,.,3.两个分力的起始夹角太大,如大于120,再重做两次实验,18,1,正确使用弹簧测力计,(1),实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换或调校，直至相同为止,(2),使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，但不能超出它的测量范围,【,注意事项,】,1正确使用弹簧测力计【注意事项】,19,(3),使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位,(,无法校正的要记录下零误差,),还需用钩码检查是否存在示值误差，若存在，应加以校正,(4),被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩擦,(5),读数时应正对、平视刻度,(3)使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无,20,2,规范实验操作,(1),不要直接以橡皮条端点为结点，可用一段细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点,O,的位置,(2),在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点,O,的位置一定要相同,(3),不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化,2规范实验操作,21,(4),细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，取掉细绳套后，再将所标点与,O,点连一直线确定力的方向,(5),在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些,(6),两拉力,F,1,和,F,2,夹角不宜过小。,(4)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿细绳套,22,1.,实验时由作图法得到的合力,F,和单个弹簧测力计测量的实际合力,F,忘记标注而造成错乱,你如何加以区分,?,提示,:,由弹簧测力计测量合力时必须使橡皮筋伸直,所以与,AO,共线的合力表示由单个测力计测量得到的实际合力,F,，不共线的合力表示由作图法得到的合力,F.,【,交流与思考,】,1.实验时由作图法得到的合力F和单个弹簧测力计测量的实际合力,23,2.,如何设计实验探究两力合力随角度的变化规律？如何观察合力的变化规律？,提示：,保持两力的大小不变,改变两力之间的夹角,使两力的合力发生变化,可以通过观察结点的位置变化,判断合力大小的变化情况,结点离固定点越远,说明两力的合力越大,.,2.如何设计实验探究两力合力随角度的变化规律？如何观察合力的,24,3.,每次实验都必须保证结点的位置保持不变,这体现了怎样的物理思想方法？若两次橡皮条的伸长长度相同,能否验证平行四边形定则？,提示,:,每次实验保证结点位置保持不变,是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中等效替代的思想方法,.,由于力不仅有大小,还有方向，若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同,不满足合力与分力的关系,不能验证平行四边形定则,.,3.每次实验都必须保证结点的位置保持不变,这体现了怎样的物理,25,【,典例,1】,如图所示是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果，若用,F,表示两个分力,F,1,、,F,2,的合力，用,F,表示,F,1,和,F,2,的等效力，则可以判断,_(,选填“甲”或“乙”,),同学的实验结果是尊重事实的,【典例1】如图所示是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则,26,解析：,由题设可知，,F,为,F,1,和,F,2,的合力，通过平行四边形定则所得，而,F,是,F,1,和,F,2,的等效力，即用一只弹簧测力计拉橡皮条时的拉力，显然,F,的方向应在细线的方向上，因甲同学,F,的方向与细绳在同一直线上，故甲同学是尊重事实的,答案：,甲,本题解答的重点在,F,的方向的确定上两位同学的实验结果都有误差，这是正常的，但乙同学很明显在,F,的方向的确定上违背了实验的要求，作图是错误的,解析：由题设可知，F为F1和F2的合力，通过平行四边形定则所,27,【,典例,2】,将橡皮筋的一端固定在,A,点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为,5N,、最小刻度为,0.1N,的弹簧测力计,.,沿着两个不同的方向拉弹簧测力计,.,当橡皮筋的活动端拉到,O,点时,两根细绳相互垂直,如图所示,.,这时弹簧测力计的读数可从图中读出,.,【典例2】将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根,28,(1),由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为,_N,和,_N.,(2),在下图所示的方格纸上按作图法的要求画出这,两个力及它们的合力,.,(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为,29,解析：,(1),两弹簧测力计的读数分别为,4.0N,和,2.5N.,(2),作出合力如下图所示,解析：,30,1.,合力与分力的概念：,一个力,F,的作用效果和两个力,F,1,、,F,2,的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以力,F,就是这两个力,F,1,和,F,2,的合力。,1.合力与分力的概念：,31,2.,力的合成：,作出力,F,的图示，再根据平行四边形定则作出力,F,1,和,F,2,的合力,F,的图示,比较,F,和,F,的大小和方向是否相同,若相同,则说明互成角度两个力合成时遵循平行四边形定则。,2.力的合成：,32,1.,在做验证力的平行四边形定则的实验时，先用两,个弹簧测力计拉橡皮条，再用一个弹簧测力计拉橡,皮条，两次须使橡皮条的结点达到同一位置，这样,做是为了,(,),A.,便于测量力的大小,B.,使两个分力和它的合力产生相同的效果,C.,使两个分力和它的合力有相同的作用点,D.,便于画出分力与合力的方向,BC,1.在做验证力的平行四边形定则的实验时，先用两BC,33,2.(1),在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，,需要的器材有：方木板、白纸、细绳套两个、三角,板、刻度尺、图钉几个，还需要,_,_.,(2),在做上述实验时，在水平放置的木板上垫上一张,白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端结两个,细绳套，通过细绳用两个互成角度的弹簧测力计拉,橡皮条，使结点移到某一位置,O,，此时需记下：,_;_;_.,然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长，使结点到达,_,，再记下,_.,2.(1)在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，,34,【,解题指导,】,实验中要记录橡皮条拉伸后,O,点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向,.,答案：,(1),弹簧测力计两个、橡皮条一根、铅笔一支,(2)O,点位置细绳所指方向相应弹簧测力计读数,同一位置,O,点弹簧测力计读数,【解题指导】实验中要记录橡皮条拉伸后O点的位置、弹簧测力计的,35,3.,某同学在家中尝试验证力的平行四边形定则，,他找到三条相同的橡皮筋,(,遵循胡克定律,),和若干小重物，以及刻度尺、,三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，,设计了如下实验：将两条橡皮筋的,一端分别挂在墙上的两个钉子,A,、,B,上，另一端与第二条橡皮筋连接，结点为,O,，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物,.,3.某同学在家中尝试验证力的平行四边形定则，,36,(1),为完成实验，下述操作中必需的是,_.,a.,测量细绳的长度,b.,测量橡皮筋的原长,c.,测量悬挂重物后橡皮筋的长度,d.,记录悬挂重物后结点,O,的位置,(2),钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是,_.,(1)为完成实验，下述操作中必需的是_.,37,【,解析,】,(1),选,b,、,c,、,d.,本实验中，结点,O,受三个,拉力处于静止状态，三力彼此平衡，