第八天 实验：验证力的平行四边形定则（解析版）.docx

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1、第八天 实验：验证力的平行四边形定则1、验证力的平行四边形定则的原理和实验步骤；2、验证力的平行四边形定则的注意事项与误差分析;3、其他方法验证力的平行四边形定则。常考考点真题举例验证力的平行四边形定则的原理和实验步骤2023全国高考真题验证力的平行四边形定则的注意事项与误差分析2022.浙江.高考真题验证力的平行四边形定则的原理和实验步骤2019浙江高考真题验证力的平行四边形定则的原理和实验步骤2018天津高考真题验证力的平行四边形定则的注意事项与误差分析2014.江苏.高考真题知识点1：验证力的平行四边形定则【实验目的】弹簧测力计的使用。验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则。【实验原

2、理】等效替代。使一个力尸的作用效果和两个力后、咒的共同作用效果相同，就是让同一条一端固定的橡皮条 伸长到同一点，所以少 就是否、用的合力，做出少的图示。再根据平行四边形定则做出打、否的 合力的图示，比较和少的大小和方向是否相同。【实验仪器】方木板、白纸、弹簧测力计（两个）、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉（若干）。【实验装置图】【实验步骤】1 .在水平桌面上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上。2 .用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端 各系上细绳套。3 .用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到

3、某一位置0,如图所Zj 04 .用铅笔描下。点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧测力计的示数。5 .用铅笔和刻度尺在白纸上从。点沿两条细绳的方向画直线，按一定的标度做出两个力为和 B的图示，并以为和尸2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形，过。点的平行四边形的对角线即 为合力Fo6 .只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置0,读出并记录弹簧测力计 的示数，记下细绳的方向，按同一标度用刻度尺从0点做出这个力P的图示。7 .比较与用平行四边形定则求出的合力方的大小和方向，看它们在实验误差允许的范围内 是否相等。8 .改变为和尸2的大小和方向，再做两次实验。【实验数据的处理】

4、1 .用铅笔和刻度尺从结点沿两条细绳的方向画直线，按选定的标度做出这两个弹簧测力计的 读数月和用的图示，并以右和否为邻边用刻度尺作平行四边形.过。点画平行四边形的对角线，此 对角线即为合力的图示。2 .用刻度尺从点按同样的标度沿记录的少的方向做出这个弹簧测力计的拉力少的图示。3 .比较少和平行四边形定则求出的合力在大小和方向上是否相同，从而验证平行四边形定 则。【实验误差】读数误差：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效 数字正确读数和记录。做图误差：结点。的位置和两个弹簧测力计的方向画得不准确，作图比例不恰当、不准确等造 成作图误差；两个分力的起始夹角太大，

5、如大于120。，再做后两次实验时，变化范围不大，因 而弹簧测力计示数变化不显著，读数误差较大，导致作图产生较大误差。减少误差的措施：1、橡皮条的结点要小一些，细绳（套）要长一些。2、用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角应适当的大一些。3、在同一次实验中，橡皮条拉长后结点的位置必须保持不变。4、画力的图示时，应选定恰当的长度作为标度。应尽量将图画的大一些，但也不要画出纸外。 【注意事项】1 .同一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对拉，若两只弹 簧测力计读数相同，则可选；若读数不同，应调整或另换，直至相同为止。2 .被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一

6、致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦。3 .在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。4 .在具体实验时，两分力间夹角不宜过大，也不宜过小，以60 120。之间为宜。5 .读数时应正视、平视刻度。6 .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。7 .读数时视线要正视弹簧测力计的刻度板，同时读数时要注意估读到最小刻度的下一位。焦铮（考题1. （2023.全国.统考高考真题）在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、 两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤: 用图钉将白纸固定在水平木板上。将橡皮条的一端

7、固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另 一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停 止时由两个测力计的示数得到两拉力五 1和尸2的大小，并 O （多选，填正确答案标号）A.用刻度尺量出橡皮条的长度B.用刻度尺量出两细线的长度C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到，由测力计的示数得到拉力厂的大小，沿 细线标记此时方的方向。选择合适标度，由步骤的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作K和B的合成图，得出合力方的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力尸的

8、图示。比较少和尸的，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。【答案】CD/DC 相同位置大小和方向【详解】将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上, 它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计， 小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力K和工的大小，还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环 的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向。故选CDo撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到相同位置，由测力计的示数得到拉力厂的大小, 沿细线标记此时方的方向；比较少和尸的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。

9、2. （2022.浙江统考高考真题）（1）“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计ms2 （保留两位有效数字）。时起点，则打计数点B时小车位移大小为 cm0由图3中小车运动的数据点，求得加速度为OABM唧帅M删.删删.0 ICm 23456图2利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是 OA.换成质量更小的小车B.调整长木板的倾斜程度C.把钩码更换成祛码盘和祛码 D.改变连接小车的细绳与长木板的夹角f v(ms1)图3(2) “探究求合力的方法”的实验装置如图4所示, 下列说

10、法正确的是;A.拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同B.在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦D.测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要 (选填“2”、“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O 点。【答案】6.156.251.7 2.1BC/CB D 3【详解】(1)依题意，打计数点5时小车位移大小为6.20cm,考虑到偶然误差，6.15Cm6.25Cm也可；2由图3中小车运动的数据点，有vCl zl考虑到偶然误差，1.7ms22.1ms2也可;3A.利用图1装置“探究加速度

11、与力、质量的关系”的实验时，需要满足小车质量远远大于钩码质 量，所以不需要换质量更小的车，故A错误；B.利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要利用小车斜向下的分力以平衡其摩 擦阻力，所以需要将长木板安打点计时器一端较滑轮一端适当的高一些，故B正确；C.以系统为研究对象，依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时有1.9ms2 Xnlg .于考虑到实际情况，即/ 有1.9ms2-M + m则可知M 4m而利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时要保证所悬挂质量远小于小车质量，即 m M；可知目前实验条件不满足，所以利用当前装置在“探究加速度与力、质量的关系”时，需将

12、 钩码更换成祛码盘和祛码，以满足小车质量远远大于所悬挂物体的质量，故C正确；D.实验过程中，需将连接祛码盘和小车的细绳应跟长木板始终保持平行，与之前的相同，故D错 误。故选BCo（2） 4A.在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不必使两只 测力计的示数相同，故A错误；B.在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的一个点就可以了，故B 错误；C.实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉 力相等，与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故C错误；D.为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条

13、、细绳和弹簧秤应贴近并平行于 木板，故D正确。故选Do5若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧称拉住另一条细绳，互成角度 的拉橡皮条，使其结点达到某一点。记下位置。和弹簧称示数巳和两个拉力的方向；交换弹簧称 和手所拉细绳的位置，再次将结点拉至。点，使两力的方向与原来两力方向相同，并记下此时弹簧 称的示数尸2；只有一个弹簧称将结点拉至。点，并记下此时弹簧称的示数方的大小及方向；所以若 只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到Oo3. （2019浙江高考真题）（1）在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是（）A.在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行B

14、.每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可C.橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上D.描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些（2）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一 条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物.小车的停和动通过用黑板擦按住小 车后的细线和抬起来控制，如图1所示.实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速 直线运动的力.图1图2请指出图2中曾误之处：.调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是也和X2,则两车的加速度之比为.【答案】AD拉小车的细绳与木板没有平衡，托盘和祛码的总质量机没有远

15、小于小车的质量 M x1 :x2【分析】该实验采用了“等效法”，只要明确了实验原理即可，判断选项中的各个说法是否正确，从 前正确的解答本题；利用控制变量法来研究加速度与力和质量间的关系，还用到了转化法，通过测 量位移来求得加速度.【详解】（1）弹簧秤是否与木板平面平行，将会影响弹簧秤的读数，即力的大小，A正确；两次拉 橡皮筋，要使橡皮筋的结点到达同一位置，并不是两次拉橡皮筋的伸长量相同，也不一定橡皮条要 在两细线的夹角平分线上，Be错误；在记录力的方向时，同一细绳方向的两点要远些，作图时产生 的角度误差会减小，D正确；（2）实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力，则必须满足托盘和祛 码的总质量远远小于小车的质量，从图2可知托盘的质量150g,小车的质量200g,达不到要求；拉 小车的细绳与木板没有平行；2xl两小车的运动时间相同，根据位移时间公式X =可得幺=；=.2 a2 %t24. （2018.天津.高考