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1、實驗：驗證力的平行四邊形定則實驗：驗證力的平行四邊形定則相互作用相互作用 物體的平衡物體的平衡1 一、驗證力的平行四邊形定則一、驗證力的平行四邊形定則 1.實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?驗證互成角度的兩個力合成時的驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則平行四邊形定則.2 2.實驗原理實驗原理 等效法：等效法：兩個力兩個力F1、F2共同作用共同作用使橡皮條伸長到結(jié)點使橡皮條伸長到結(jié)點O，單獨一個，單獨一個力力F作用也使橡皮條伸長到結(jié)點作用也使橡皮條伸長到結(jié)點O，這一個力，這一個力F就是前兩個力就是前兩個力F1和和F2的合力的合力.作出作出F的圖示，再根據(jù)的圖示，再根據(jù) 作出作出F1和和F2的合力的合力F
2、的圖示，比較的圖示，比較F和和F的大小和方向是否相同的大小和方向是否相同.平行四邊形定則平行四邊形定則3 3.實驗器材實驗器材 方木板、白紙、彈簧秤方木板、白紙、彈簧秤(兩只兩只)、細(xì)繩套、細(xì)繩套(兩個兩個)、三角板、三角板、圖釘若干、細(xì)芯鉛筆圖釘若干、細(xì)芯鉛筆.4.實驗步驟實驗步驟橡皮條橡皮條刻度尺刻度尺4(1)用圖釘把白紙固定在水平桌面的方木用圖釘把白紙固定在水平桌面的方木板上板上.(2)用圖釘把橡皮條的一端固定在用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，點，橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套.(3)用兩只彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成用兩只彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條
3、，使橡皮條伸長到某一角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置位置O，記錄，記錄 ，用鉛，用鉛筆描下筆描下 及此時及此時 的方向的方向.兩彈簧秤的讀數(shù)兩彈簧秤的讀數(shù)O點位置點位置兩條細(xì)繩套兩條細(xì)繩套5(4)用鉛筆和刻度尺從用鉛筆和刻度尺從O點沿兩條細(xì)點沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧秤的讀數(shù)兩只彈簧秤的讀數(shù)F1和和F2的圖示，的圖示，以以 用鉛筆及刻度尺用鉛筆及刻度尺作平行四邊形，兩鄰邊所夾的對角線作平行四邊形，兩鄰邊所夾的對角線即為合力即為合力F的圖示的圖示.F1、F2為鄰邊為鄰邊6 (5)只用一只彈簧秤鉤住細(xì)繩套，把橡只用一只彈簧秤鉤住細(xì)繩套，把
4、橡皮條的結(jié)點拉到同一位置皮條的結(jié)點拉到同一位置O.記下此時記下此時 及及 ，用刻度尺按同樣的標(biāo)度作出用刻度尺按同樣的標(biāo)度作出F的圖示的圖示.(6)比較比較F與與F的大小和方向的大小和方向.(7)改變改變F1、F2的大小和夾角，重復(fù)的大小和夾角，重復(fù)做兩次實驗，得出結(jié)論做兩次實驗，得出結(jié)論.彈簧秤的示數(shù)彈簧秤的示數(shù)F細(xì)繩的方向細(xì)繩的方向7 二、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系二、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 1.實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?1)探究彈力和彈簧伸長量的定量探究彈力和彈簧伸長量的定量關(guān)系；關(guān)系；(2)學(xué)會使用列表法、圖象法、函學(xué)會使用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實驗數(shù)據(jù)數(shù)法處理實驗數(shù)據(jù).8 2.實驗原理實驗
5、原理 在豎直懸掛的輕彈簧下端懸掛砝碼，平衡在豎直懸掛的輕彈簧下端懸掛砝碼，平衡時彈力大小等于時彈力大小等于 ，用刻度尺，用刻度尺量出彈簧的量出彈簧的 ，改變砝碼數(shù)量，重復(fù)，改變砝碼數(shù)量，重復(fù)上面實驗，就可以定量地找出彈力與伸長上面實驗，就可以定量地找出彈力與伸長量之間的關(guān)系量之間的關(guān)系.3.實驗器材實驗器材 彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺、鉤碼若干、彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺、鉤碼若干、.砝碼的重力砝碼的重力伸長量伸長量坐標(biāo)紙坐標(biāo)紙9 4.實驗步驟實驗步驟 (1)如圖，將彈簧的一端掛在鐵架臺上，如圖，將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀
6、態(tài)時長狀態(tài)時 的長度的長度l0，即原長，即原長.(2)在彈簧下端掛鉤碼，測出彈簧總長在彈簧下端掛鉤碼，測出彈簧總長度度l，計算出彈簧的伸長量，計算出彈簧的伸長量x和鉤碼的重力和鉤碼的重力mg.(3)改變改變(增加增加)鉤碼數(shù)量依鉤碼數(shù)量依 次測出彈簧長度和鉤碼總重次測出彈簧長度和鉤碼總重 力，列表記錄力，列表記錄.10(4)以彈力以彈力F(大小等于大小等于 )為縱坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，以 為橫坐標(biāo)建為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，根據(jù)所測數(shù)據(jù)描點，擬合各點，立坐標(biāo)系，根據(jù)所測數(shù)據(jù)描點，擬合各點，得出彈力得出彈力F和彈簧伸長量和彈簧伸長量x的圖線的圖線.(5)以以 為自變量，寫出曲線為自變量，寫出曲線所代表的函
7、數(shù)所代表的函數(shù).首先嘗試一次函數(shù)，如果不首先嘗試一次函數(shù)，如果不行再考慮二次函數(shù)行再考慮二次函數(shù).(6)得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義系，解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義.所掛鉤碼的重力所掛鉤碼的重力彈簧伸長量彈簧伸長量x彈簧伸長量彈簧伸長量11 一、一、“驗證力的平行四邊形定則驗證力的平行四邊形定則”實實驗有哪些要求？驗有哪些要求？1.正確使用彈簧秤正確使用彈簧秤(1)彈簧秤的選取方法是：將兩只彈彈簧秤的選取方法是：將兩只彈簧秤調(diào)零后互鉤水平對拉，若兩只彈簧秤調(diào)零后互鉤水平對拉，若兩只彈簧秤在對拉過程中，讀數(shù)相同則可選簧秤在對
8、拉過程中，讀數(shù)相同則可選.(2)彈簧秤不能在超出它的測量范圍彈簧秤不能在超出它的測量范圍的情況下使用的情況下使用.12(3)使用前要檢查指針是否指在零使用前要檢查指針是否指在零刻度線上，否則應(yīng)校正零位刻度線上，否則應(yīng)校正零位(無法無法校正的要記錄下零誤差校正的要記錄下零誤差).(4)使用時彈簧的伸長方向和所測使用時彈簧的伸長方向和所測拉力方向要一致，彈簧、指針、拉拉力方向要一致，彈簧、指針、拉桿都不要與刻度板和刻度板末端的桿都不要與刻度板和刻度板末端的限位卡發(fā)生摩擦限位卡發(fā)生摩擦.(5)讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度.13 2.注意事項注意事項(1)在本實驗中，以橡皮條的伸長在本
9、實驗中，以橡皮條的伸長(結(jié)點到達(dá)結(jié)點到達(dá)某一位置某一位置)來衡量力的作用效果，因此，在來衡量力的作用效果，因此，在同一次實驗中應(yīng)使兩種情況下結(jié)點達(dá)到同一同一次實驗中應(yīng)使兩種情況下結(jié)點達(dá)到同一位置位置.(2)在不超過彈簧秤的量程和橡皮條形變不在不超過彈簧秤的量程和橡皮條形變不超過其彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大超過其彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一些一些.(3)畫力的圖示時，標(biāo)度的選取應(yīng)恰當(dāng)，并畫力的圖示時，標(biāo)度的選取應(yīng)恰當(dāng)，并且要相同，要嚴(yán)格按幾何作圖法求合力，同且要相同，要嚴(yán)格按幾何作圖法求合力，同時還要把力的圖示作得稍大一些時還要把力的圖示作得稍大一些.14 3.數(shù)據(jù)處理及誤差分析數(shù)據(jù)
10、處理及誤差分析 本實驗的主要誤差來源于讀數(shù)、作本實驗的主要誤差來源于讀數(shù)、作圖，此外還有彈簧秤本身的誤差圖，此外還有彈簧秤本身的誤差.讀讀數(shù)時眼睛一定要正對刻度，按有效數(shù)時眼睛一定要正對刻度，按有效數(shù)字記錄示數(shù)，作圖時要準(zhǔn)確，兩數(shù)字記錄示數(shù)，作圖時要準(zhǔn)確，兩個分力個分力F1、F2間夾角間夾角不能太大或不能太大或太小，以太小，以60100為宜，要按實為宜，要按實驗的要求進(jìn)行操作、讀數(shù)、作圖，驗的要求進(jìn)行操作、讀數(shù)、作圖，即使存在誤差，也是正常的即使存在誤差，也是正常的.15 二、二、“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實驗中有哪些注意事項？實驗中有哪些注意事項？1.所掛鉤碼不要過
11、重，以免彈簧被過所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度，要注意分拉伸，超出它的彈性限度，要注意觀察，適可而止觀察，適可而止.2.每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的點盡可能稀，這樣從而使坐標(biāo)上描的點盡可能稀，這樣作出的圖線更精確作出的圖線更精確.16 3.每次增減砝碼測有關(guān)長度時，均需保證彈每次增減砝碼測有關(guān)長度時，均需保證彈簧及砝碼不上下振動而處于靜止?fàn)顟B(tài)簧及砝碼不上下振動而處于靜止?fàn)顟B(tài).4.測量有關(guān)長度時，應(yīng)區(qū)別彈簧原長測量有關(guān)長度時，應(yīng)區(qū)別彈簧原長l0，實，實際總長際總長l及伸長量及伸長量x三者之間的不同，明確三三者之間的不同，
12、明確三者之間的關(guān)系者之間的關(guān)系.5.描點畫線時，所描的點不一定都落在一條描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應(yīng)注意一定要使各點均勻分布在曲線上，但應(yīng)注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè)曲線的兩側(cè).6.記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位應(yīng)關(guān)系及單位.17 1.驗證力的平行四邊形定則實驗的正確驗證力的平行四邊形定則實驗的正確操作操作 在在“驗證力的平行四邊形定則驗證力的平行四邊形定則”的實的實驗中，其中的三個實驗步驟如下：驗中，其中的三個實驗步驟如下：(1)在水平放置的木板上墊一張白紙，用在水平放置的木板上墊一張白紙，用圖釘固定，把橡皮條
13、的一端固定在木板圖釘固定，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細(xì)線，通過細(xì)線同時上，另一端拴兩根細(xì)線，通過細(xì)線同時用兩個測力計互成角度地拉橡皮條，使用兩個測力計互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點到達(dá)某一位置它與細(xì)線的結(jié)點到達(dá)某一位置O點，在白點，在白紙上記下紙上記下O點和兩測力計的讀數(shù)點和兩測力計的讀數(shù)F1和和F2.18(2)在紙上根據(jù)在紙上根據(jù)F1和和F2的大小，應(yīng)用平的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力行四邊形定則作圖求出合力F.(3)只用一只測力計通過細(xì)繩拉橡皮條，只用一只測力計通過細(xì)繩拉橡皮條，使它的伸長量與兩測力計拉時相同，記使它的伸長量與兩測力計拉時相同，記下此時測力計的讀
14、數(shù)下此時測力計的讀數(shù)F和細(xì)繩的方向和細(xì)繩的方向.、以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，請指以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，請指出：出：(1)中是中是 (2)中是中是 (3)中中是是 。19【答案答案】步驟步驟(1)中未記下細(xì)線的方向中未記下細(xì)線的方向.步驟步驟(2)中除中除F1、F2的大小之外，還應(yīng)的大小之外，還應(yīng)根據(jù)根據(jù)F1、F2的方向才能準(zhǔn)確作圖的方向才能準(zhǔn)確作圖.步驟步驟(3)中應(yīng)將橡皮條與線的結(jié)點拉至中應(yīng)將橡皮條與線的結(jié)點拉至原位置原位置O點點.20 將下述實驗步驟按正確順序排列應(yīng)將下述實驗步驟按正確順序排列應(yīng)是是 .(1)在白紙上按比例做出兩個力在白紙上按比例做出兩個力F1和和F2的圖示，根
15、據(jù)平行四邊形定則的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作圖求出合力作圖求出合力F.(2)只用一只測力計，通過細(xì)繩把只用一只測力計，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置.(3)記下兩測力計讀數(shù)，描出兩細(xì)記下兩測力計讀數(shù)，描出兩細(xì)繩的方向繩的方向.(4)(3)(1)(2)(5)(6)21(4)在水平放置的木板上，墊一張白在水平放置的木板上，墊一張白紙，用圖釘固定，把橡皮條的一端固紙，用圖釘固定，把橡皮條的一端固定在板上定在板上P點，用兩條細(xì)繩連接在橡點，用兩條細(xì)繩連接在橡皮條的另一端，通過細(xì)繩同時用兩個皮條的另一端，通過細(xì)繩同時用兩個測力計互成角度地拉橡皮條，使橡皮測力計互成角度地拉
16、橡皮條，使橡皮條與細(xì)繩的連接點到達(dá)某一位置，并條與細(xì)繩的連接點到達(dá)某一位置，并記下此位置記下此位置.22(5)記下測力計的讀數(shù)記下測力計的讀數(shù)F和細(xì)繩方和細(xì)繩方向，按同一比例做出這個力的圖示向，按同一比例做出這個力的圖示.比較這個實測合力比較這個實測合力F和按和按平行四邊平行四邊形法則求出的合力形法則求出的合力F，看它們的大，看它們的大小和方向是否相同小和方向是否相同.(6)改變兩測力計拉力的大小和方改變兩測力計拉力的大小和方向，重做兩次實驗，從實驗中得出向，重做兩次實驗，從實驗中得出結(jié)論結(jié)論.23 2.驗證力的平行四邊形定則實驗方法的拓展驗證力的平行四邊形定則實驗方法的拓展和遷移和遷移 （2
17、009山東）山東）請完成以下兩小題請完成以下兩小題.某同學(xué)在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他某同學(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、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，另一端與第上，另一端與第3條橡皮筋連接，結(jié)點為條橡皮筋連接，結(jié)點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物物.24(1)為
18、完成實驗，下述操作中必需的為完成實驗，下述操作中必需的是是 .a.測量細(xì)繩的長度測量細(xì)繩的長度 b.測量橡皮筋的原長測量橡皮筋的原長 c.測量懸掛重物后橡皮筋的長度測量懸掛重物后橡皮筋的長度 d.記錄懸掛重物后結(jié)點記錄懸掛重物后結(jié)點O的位置的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是改變條件再次驗證，可采用的方法是 .bcd更換不同質(zhì)量的小重物更換不同質(zhì)量的小重物25 3.探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 下表是某同學(xué)為探索彈簧的彈下表是某同學(xué)為探索彈簧的彈力和伸長的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù)力和伸長的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù).彈力F/N0.51.01.52.02.5伸長x/cm2.35.086.899.812.426(1)請你在圖的坐標(biāo)線上作出請你在圖的坐標(biāo)線上作出F-x圖線圖線.(2)寫出曲線所代表的函數(shù)式寫出曲線所代表的函數(shù)式.(3)解釋函數(shù)表達(dá)式中的常量的物理意解釋函數(shù)表達(dá)式中的常量的物理意義義.27 函數(shù)表達(dá)式為：函數(shù)表達(dá)式為：F=(0.2x+0.04)N.式中常數(shù)式中常數(shù)k=F/x表示使彈簧形表示使彈簧形變單位長度時彈簧的彈力，即變單位長度時彈簧的彈力，即勁度系數(shù)勁度系數(shù).28
高三物理高一物理 實驗驗證力的平行四邊形定則
