【備戰(zhàn)2023高考】物理總復(fù)習(xí)——2.5《實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則》講義（全國(guó)通用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

第二章相互作用近5年考情分析考點(diǎn)要求等級(jí)要求考題統(tǒng)計(jì)20222021202020192018三種常見的力Ⅰ浙江1月卷·T4 力的合成與分解 Ⅱ浙江1月卷·T5浙江6月卷·T10廣東卷·T1湖南卷·T5廣東卷·T3Ⅲ卷·T17Ⅱ卷·T16Ⅲ卷·T16 受力分析、共點(diǎn)力的平衡 Ⅱ浙江1月卷·T7浙江6月卷·T3湖南卷·T5Ⅰ卷·T19浙江卷·T9 實(shí)驗(yàn)二：探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系湖南卷·T11廣東卷·T11 Ⅰ卷·T22實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則浙江6月卷·T17 核心素養(yǎng)1.物理觀念:對(duì)力學(xué)中三種力的理解及認(rèn)識(shí)。2.科學(xué)思維(1)繩上的“活結(jié)”與“死結(jié)”問(wèn)題(2)解決動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的二種方法3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任(1)生活中的平衡(2)非共面力作用下物體的平衡4.科學(xué)探究：觀察、論證、交流彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系命題規(guī)律高考對(duì)本章的考查呈現(xiàn)出如下特點(diǎn):1.選擇單個(gè)物體或多個(gè)物體為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，充分考慮各力的產(chǎn)生條件和應(yīng)用范圍。利用合成法或分解法對(duì)力進(jìn)行處理，應(yīng)用平衡條件，建立等式求解2.考查考生對(duì)本章知識(shí)的理解和掌握情況的同時(shí)，考查考生的情景分析能力，理解與反思質(zhì)疑的能力，提取信息進(jìn)行物理圖景建構(gòu)的能力，應(yīng)用基本規(guī)律分析、推理和計(jì)算的能力，科學(xué)探究能力3.考查內(nèi)容主要體現(xiàn)物理學(xué)科的核心素養(yǎng)中運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念、模型建構(gòu)和科學(xué)推理要素.備考策略1.本章涉及的知識(shí)是高中物理的重要基礎(chǔ)，包含許多思想方法，它的應(yīng)用幾乎貫穿整個(gè)高中物理。所以，不能因?yàn)楸菊聝?nèi)容獨(dú)立考查的較少而有所忽視，恰恰相反，一定要下大力氣扎扎實(shí)實(shí)地學(xué)好本章的知識(shí)與方法，形成解決物理問(wèn)題的基本思路。在本章復(fù)習(xí)過(guò)程中多耗一些時(shí)間和精力是值得的。2.牢記基知識(shí)，熟練掌握基本方法，明確基本題型盡量多地積累不同物體，不同環(huán)境、不同運(yùn)動(dòng)形式下的應(yīng)用類型及有效解決問(wèn)題的方法。明確物體的平衡條件、臨界條件，掌握好函數(shù)法、圖象法、極限法、隔離法、整體法等解題方法。利用好力的合成法、分解法、相似三角形法、矢量三角形法、正交分解法處理力的矢量問(wèn)題。【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】專題2.5 實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】考點(diǎn)一基本要求一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>1．驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)的平行四邊形定則．2．培養(yǎng)應(yīng)用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和得出結(jié)論的能力．二、實(shí)驗(yàn)原理互成角度的兩個(gè)力F1、F2與另外一個(gè)力F′產(chǎn)生相同的效果，看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與F′在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否相等．三、實(shí)驗(yàn)器材木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)、三角板、刻度尺．四、實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套．3．用兩只彈簧測(cè)力計(jì)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(diǎn)伸長(zhǎng)到某一位置O，如圖所示，記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩的方向． 4．只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向．5．改變兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，再重做兩次實(shí)驗(yàn)．考點(diǎn)二方法規(guī)律一、數(shù)據(jù)處理1．用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)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(cè)力計(jì)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(guò)O點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示．2．用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)步驟4中彈簧測(cè)力計(jì)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(yàn)證平行四邊形定則．二、注意事項(xiàng)1．同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤對(duì)拉，讀數(shù)相同．2．在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)，結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同．3．用兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，夾角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之間為宜．4．實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)與木板平行，讀數(shù)時(shí)眼睛要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度，在合力不超過(guò)量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些．5．細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向．不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連接，即可確定力的方向．6．在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些．三、誤差分析1．彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差．2．讀數(shù)誤差和作圖誤差．3．兩分力F1、F2間的夾角θ越大，用平行四邊形定則作圖得出的合力F的誤差ΔF也越大．高頻考點(diǎn)一基本要求例1、某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖甲所示，在豎直放置的木板上部附近兩側(cè)，固定兩個(gè)力傳感器，同一高度放置兩個(gè)可以移動(dòng)的定滑輪，兩根細(xì)繩跨過(guò)定滑輪分別與兩力傳感器連接，在兩細(xì)繩連接的結(jié)點(diǎn)O下方懸掛鉤碼，力傳感器1、2的示數(shù)分別為F1、F2，調(diào)節(jié)兩個(gè)定滑輪的位置可以改變兩細(xì)繩間的夾角．實(shí)驗(yàn)中使用若干相同的鉤碼，每個(gè)鉤碼質(zhì)量均為100 g，取g＝9.8 m/s2.(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是________．A．實(shí)驗(yàn)開始前，需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi)B．每次實(shí)驗(yàn)都必須保證結(jié)點(diǎn)位于O點(diǎn)C．實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三細(xì)繩的方向D．實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要用一個(gè)力傳感器單獨(dú)測(cè)量懸掛于O點(diǎn)鉤碼的總重力(2)根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，該同學(xué)已經(jīng)按照力的圖示的要求畫出了F1、F2，請(qǐng)你作圖得到F1、F2的合力F(只作圖，不求大小)，并寫出該合力不完全豎直的一種可能原因________________________________________________________________________．【變式訓(xùn)練】某同學(xué)在做“驗(yàn)證平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，遇到了以下問(wèn)題，請(qǐng)幫助該同學(xué)解答。(1)物理學(xué)中有很多物理方法，本實(shí)驗(yàn)采用的是________。A．類比實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法C．控制變量法 D．極限法(2)在做實(shí)驗(yàn)之前，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)有一只彈簧測(cè)力計(jì)如圖甲所示，則在使用前應(yīng)該對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)________。(3)如圖乙所示的四個(gè)力中，力________(填圖中字母)是由一只彈簧測(cè)力計(jì)直接拉橡皮筋測(cè)得的。(4)該同學(xué)已經(jīng)作出了兩個(gè)分力的力的圖示，如圖丙所示，方格中每邊的長(zhǎng)度表示0.5 N，請(qǐng)幫助該同學(xué)用作圖法作出合力F的圖示，并求出合力的大小為________ N。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 高頻考點(diǎn)二方法規(guī)律例2、實(shí)驗(yàn)小組探究“二力合成規(guī)律”的過(guò)程。(1)首先進(jìn)行如下操作：①如圖甲，輕質(zhì)小圓環(huán)掛在橡皮條的一端，另一端固定，橡皮條的長(zhǎng)度為GE；②如圖乙，用手通過(guò)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)。小圓環(huán)在拉力F1、F2的共同作用下，位于O點(diǎn)，橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為EO；③撤去F1、F2，改用一個(gè)力F單獨(dú)拉住小圓環(huán)，仍使其位于O點(diǎn)，如圖丙。同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，力F單獨(dú)作用與F1、F2共同作用的效果是一樣的，都使小圓環(huán)在O點(diǎn)保持靜止。由于兩次橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同，即__________，所以F等于F1、F2的合力。(2)然后實(shí)驗(yàn)小組探究了合力F與分力F1、F2的關(guān)系：①由紙上O點(diǎn)出發(fā)，用力的圖示法畫出拉力F1、F2和F(三個(gè)力的方向沿各自拉線的方向，三個(gè)力的大小由彈簧測(cè)力計(jì)讀出)；②用虛線將拉力F的箭頭端分別與F1、F2的箭頭端連接，如圖丁，得到的啟示是____________________；③多次改變拉力F1、F2的大小和方向，重做上述實(shí)驗(yàn)，通過(guò)畫各力的圖示，進(jìn)一步檢驗(yàn)所圍成的圖形。實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)：在兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向，這個(gè)規(guī)律叫做____________。上述實(shí)驗(yàn)中，如果把圖乙和圖丙的操作順序?qū)φ{(diào)，即先用拉力F將圓環(huán)拉到O點(diǎn)，再用拉力F1和F2共同拉圓環(huán)產(chǎn)生相同效果，則F1和F2就是F的______________，此實(shí)驗(yàn)可以探究__________規(guī)律。【變式訓(xùn)練】“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，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．圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖．(1)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________．(2)某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為： A．拉橡皮條的細(xì)繩長(zhǎng)一些，實(shí)驗(yàn)效果較好B．拉橡皮條時(shí)，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行C．橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí)，拉力要適當(dāng)大些D．拉力F1和F2的夾角越大越好其中不正確的是________________(填入相應(yīng)的字母)．例3、兩位同學(xué)一起做“研究共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)采用的主要科學(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．模擬研究法（2）他們的實(shí)驗(yàn)操作的部分步驟如下，老師指出①、②步驟中各有一處存在遺漏。①一位同學(xué)直接取用圖（a）的兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，平行于圖板互成角度地拉伸橡皮筋使結(jié)點(diǎn)至P點(diǎn)（示意圖如（b）），另一同學(xué)記錄下P點(diǎn)位置、兩測(cè)力計(jì)對(duì)應(yīng)拉力F1、F2的大小和方向。②再用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)一個(gè)細(xì)繩套拉伸橡皮筋使其伸長(zhǎng)相同長(zhǎng)度，記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′和細(xì)繩的方向，并按同一標(biāo)度作出F′的圖示。請(qǐng)說(shuō)明①步驟中遺漏的內(nèi)容_________；②步驟中遺漏的內(nèi)容_____。（3）兩同學(xué)懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋會(huì)因多次拉伸而彈性發(fā)生變化，于是設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)來(lái)探究：將釘有白紙的圖板豎直固定，橡皮筋上端固定于O點(diǎn)，一個(gè)細(xì)繩套上掛一重物，用與白紙平行的水平力拉另一細(xì)繩套，緩慢移動(dòng)結(jié)點(diǎn)，在白紙上記錄下結(jié)點(diǎn)的軌跡，如圖（c）中“軌跡1”所示。把橡皮筋多次拉伸后，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在同一張紙上記錄下結(jié)點(diǎn)的軌跡2，如圖（d）所示。過(guò)O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn)，則兩次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉到a、b時(shí)，橡皮筋拉力的方向_____（選填“相同”或“不同”），由此推斷拉力的大小Fa____Fb（選填“>”、“<”或“=”）。【變式訓(xùn)練】在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧測(cè)力計(jì)。（1）為完成實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)另找來(lái)一根彈簧，先測(cè)量其勁度系數(shù)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：彈力伸長(zhǎng)量根據(jù)表中數(shù)據(jù)在下圖中做出圖像______，并求得該彈簧的勁度系數(shù)______；（保留二位有效數(shù)字）（2）某次實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中為固定橡皮條的圖釘，為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，和為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。①如果沒有操作失誤，圖乙中的與兩力中，方向一定沿方向的是_________ （填“”或“”）。②在實(shí)驗(yàn)中，如果將細(xì)繩也換成橡皮筋，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果______發(fā)生變化。（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）③本實(shí)驗(yàn)中以下說(shuō)法正確的是( )A．兩根細(xì)繩必須等長(zhǎng)B．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上C．在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平面平行D．實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的另一端拉到點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)之間夾角必須取90° 例4、某物理興趣小組的同學(xué)現(xiàn)利用如圖所示的裝置來(lái)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，其中OB為橡皮筋。（1）下列實(shí)驗(yàn)要求正確且必要的是___________。（填序號(hào)）A．讀彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)時(shí)需要正視測(cè)力計(jì)的刻度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（2）如圖所示是甲、乙兩位同學(xué)在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中為用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)所受到的拉力，則其中___________（選項(xiàng)“甲”或“乙”）同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)。（3）某次實(shí)驗(yàn)中兩彈簧測(cè)力計(jì)的夾角為一鈍角后，立即固定彈簧測(cè)力計(jì)a不動(dòng)，保持O點(diǎn)不動(dòng)且橡皮筋一直處于豎直方向，然后緩慢增大兩彈簧測(cè)力計(jì)之間的夾角，則在這一過(guò)程中彈資測(cè)力計(jì)b的示數(shù)將_______（選以“變大”“變小”或“不變”）【變式訓(xùn)練】某同學(xué)用圖甲所示裝置做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)。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。（1）要減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列措施可行的是( )A．兩個(gè)分力的大小要適當(dāng)大些 B．兩個(gè)分力間的夾角要盡量大些C．拉橡皮筋的細(xì)繩要細(xì)些且要稍短一些 D．標(biāo)記細(xì)繩方向的點(diǎn)要盡量離結(jié)點(diǎn)近些（2）若實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的量程均為5N，某次實(shí)驗(yàn)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，兩個(gè)繩套間的夾角為60°，兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)恰好均如圖乙所示，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為________N，你認(rèn)為這次操作____________（填“合適”或“不合適”），原因是____________（3）某次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖丙所示，這次實(shí)驗(yàn)剛好垂直，若在圖丙所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，保持結(jié)點(diǎn)的位置的方向不變，將兩個(gè)分力的夾角增大，則_________（填“變大”“變小”或“不變”），___________（填“變大”“變小”或“不變”）。

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