2018-2019高中物理 第4章 怎樣求合力與分力 實(shí)驗(yàn)：探究合力與分力的關(guān)系課件 滬科版必修1.ppt

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1、實(shí)驗(yàn)：探究合力與分力的關(guān)系,第4章 怎樣求合力與分力,[目標(biāo)定位],1.探究互成角度的兩個(gè)力合成的平行四邊形定則. 2.練習(xí)用作圖法求兩個(gè)力的合力.,內(nèi)容索引,,知識(shí)探究 新知探究 點(diǎn)點(diǎn)落實(shí),達(dá)標(biāo)檢測(cè) 當(dāng)堂檢測(cè) 鞏固反饋,知識(shí)探究,一個(gè)力F的作用效果與兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的共同作用效果都是把橡筋條結(jié)點(diǎn)拉伸到某點(diǎn)，則F為F1和F2的合力，作出F的圖示，再根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F′的圖示，比較F′與F在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否 ，即得到互成角度的兩個(gè)力合成遵從平行四邊形定則.,一、實(shí)驗(yàn)原理,大小相等、方向相同,方木板、白紙、圖釘若干、細(xì)芯鉛筆、橡皮筋一段、細(xì)繩套兩個(gè)、彈簧測(cè)力

2、計(jì)兩個(gè)、 、 .,二、實(shí)驗(yàn)器材,三角板,刻度尺,1.儀器的安裝 (1)釘白紙：用圖釘把一張白紙釘在方木板上，將方木板放在水平桌面上. (2)拴繩套：用圖釘把橡皮筋的一端固定在木板上的A點(diǎn)，在橡皮筋的另一端拴上兩條細(xì)繩套.,三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程,2.操作與記錄 (1)兩力拉：用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O(如圖1所示).用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù).,圖1,(2)一力拉：只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向.,3.作圖對(duì)比 (1)理論

3、值：在白紙上按比例從O點(diǎn)開(kāi)始作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋時(shí)拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F. (2)測(cè)量值：按同樣的比例用刻度尺從O點(diǎn)起作出一個(gè) 彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)拉力F′的圖示，如圖2所示.,圖2,(3)相比較：比較F′與用平行四邊形定則求得的合力F在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否重合.,4.重復(fù) 改變兩個(gè)分力F1和F2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，比較每次的F與F′在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等.,1.彈簧測(cè)力計(jì)使用前沒(méi)調(diào)零會(huì)造成誤差. 2.使用中，彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧測(cè)力計(jì)的外殼和紙面之間有摩擦力存在會(huì)造成誤差. 3.兩次測(cè)量

4、拉力時(shí)，橡皮筋的結(jié)點(diǎn)沒(méi)有拉到同一點(diǎn)會(huì)造成偶然誤差. 4.兩個(gè)分力的夾角太小或太大，F(xiàn)1、F2數(shù)值太小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖時(shí)，會(huì)造成偶然誤差.,四、誤差分析,1.結(jié)點(diǎn) (1)定位O點(diǎn)時(shí)要力求準(zhǔn)確； (2)同一次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉長(zhǎng)后的O點(diǎn)必須保持位置不變. 2.拉力 (1)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力時(shí)要使拉力沿彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向； (2)應(yīng)使橡皮筋、彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi)； (3)兩個(gè)分力F1、F2間的夾角θ不要太大或太小.,五、注意事項(xiàng),3.作圖 (1)在同一次實(shí)驗(yàn)中，選定的比例要相同； (2)嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力.,例1 李明同學(xué)在做“探究合力

5、與分力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置O以及兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小，如圖3(a)所示.,圖3,(1)試在圖(a)中作出無(wú)實(shí)驗(yàn)誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力.,答案 如圖所示,答案,(2)(多選)有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是 A.兩彈簧測(cè)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(cè)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(cè)力計(jì)拉力的效果相同 D.若只增大某一只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小而保持橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只 需調(diào)整另一只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小即可,√,答案,√,(3)如圖(b)所示是李

6、明和張華兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？(力F′是用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的圖示) ____________________________.,張華的實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí),答案,(4)在以上比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，造成誤差的主要原因是：(至少寫(xiě)出兩種情況) ___________________________ ____________________________________________ _____________________________________.,①F1的方向比真實(shí)方向偏左； ②F2的大小比真實(shí)值偏小且方向比真實(shí)方向偏左；

7、 ③作圖時(shí)兩虛線不分別與F1線和F2線平行,答案,解析 本實(shí)驗(yàn)是采用等效替代的原理，當(dāng)兩個(gè)力作用使橡皮筋結(jié)點(diǎn)O伸長(zhǎng)到某一點(diǎn)，另一個(gè)力作用也使橡皮筋結(jié)點(diǎn)O伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)時(shí)，這個(gè)力就是前兩個(gè)力的合力，選B.,例2 在“探究合力與分力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖4所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩.,圖4,(1)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法,√,答案,解析,解析 本實(shí)驗(yàn)中兩彈簧測(cè)力計(jì)所拉繩間的夾角一般在60到120之間較合適，A錯(cuò)誤； 為了減小誤差，便于確定兩拉力的方向，拉橡皮筋的細(xì)繩要稍長(zhǎng)一些

8、，且必須使橡皮筋、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)都與木板平行，細(xì)繩要與彈簧測(cè)力計(jì)軸線在同一直線上，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度，B、C、D均正確.,(2)(多選)本實(shí)驗(yàn)中，采取下列哪些方法和步驟可以減小實(shí)驗(yàn)誤差 A.兩個(gè)分力F1、F2間的夾角越大越好 B.拉橡皮筋的細(xì)繩要稍長(zhǎng)一些 C.實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)必須與木板平行 D.讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度,√,答案,√,√,解析,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(多選)在做完“探究合力與分力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)后，某同學(xué)將其實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程進(jìn)行了回顧，并在筆記本上記下如下幾條體會(huì)，你認(rèn)為他的體會(huì)中正確的是 A.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，應(yīng)使兩細(xì)繩套間的夾角為90，以便算出合力 的大小

9、B.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)合力的圖示F與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)力 的圖示F′不完全重合，在誤差允許范圍內(nèi)，可以說(shuō)明“力的平行四邊形定則” 成立 C.若F1、F2方向不變，而大小各增加1 N，則合力的方向也不變，大小也增加1 N D.在用彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧與木板平面平行,答案,√,1,2,解析,√,解析 用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，兩細(xì)繩套的夾角約在60～120范圍，實(shí)驗(yàn)中不需要計(jì)算出合力的大小，沒(méi)必要非得把細(xì)繩套間夾角設(shè)定為90，A錯(cuò). 實(shí)驗(yàn)中F與F′的圖示不一定完全重合，只要兩者長(zhǎng)度差不多，夾角很小，就可以近似認(rèn)為驗(yàn)證了“力的平行四邊形定則”，B對(duì). F1、F

10、2夾角不確定，它們的大小與合力F的大小關(guān)系不確定，不能通過(guò)F1、F2大小的變化確定F大小的變化，C錯(cuò). 實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧與木板平面平行，D對(duì).,1,2,2.某同學(xué)用如圖5所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究合力與分力的關(guān)系.彈簧測(cè)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(cè)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(cè)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)的位置和拉線方向.,答案,圖5,(1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為_(kāi)_______N.,解析 由彈簧測(cè)力計(jì)可讀出數(shù)據(jù)為3.6 N；,解析,3.6,1,2,(2)下列不必要的

11、實(shí)驗(yàn)要求是________.(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母) A.應(yīng)測(cè)量重物M所受的重力 B.彈簧測(cè)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,答案,解析,解析 因?yàn)橹灰狾點(diǎn)受力平衡，三個(gè)力的合力為零即可，沒(méi)有必要每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置，故選D；,√,1,2,(3)某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)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.,答案,解析,解析 減小重物M的質(zhì)量，可使彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)減小，將A更換成較大量程的彈簧測(cè)力計(jì)以及改變彈簧測(cè)力計(jì)B拉力的方向也可.,答案 ①改變彈簧測(cè)力計(jì)B拉力的大??； ②減小重物M的質(zhì)量(或?qū)更換成較大量程的彈簧測(cè)力計(jì)、改變彈簧測(cè)力計(jì)B拉力的方向等),1,2,