高中物理4 力的合成和分解一等獎ppt課件

這是一份高中物理4 力的合成和分解一等獎ppt課件，共24頁。PPT課件主要包含了必備知識，自我檢測，問題一，問題二，隨堂檢測等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、實驗原理一個力F的作用效果與兩個共點力F1和F2的共同作用效果都是把橡皮條結(jié)點拉伸到某點,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在實驗誤差允許范圍內(nèi)是否大小相等、方向相同,即得到互成角度的兩個力合成是否遵循平行四邊形定則。 二、實驗器材方木板、白紙、圖釘若干、細(xì)芯鉛筆、橡皮條一段、細(xì)繩套兩個、彈簧測力計兩個、三角板、刻度尺。
三、實驗步驟1.在方木板上用圖釘固定一張白紙,如圖甲所示,用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上A點,在橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套。
2.用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條將結(jié)點拉到某位置O,用鉛筆描下O點的位置、細(xì)繩的方向,并記錄兩彈簧測力計的讀數(shù)。
3.如圖乙所示,按適當(dāng)?shù)谋壤鞒鰞蓚€彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示,利用刻度尺和三角板,以F1、F2為鄰邊畫出平行四邊形,并畫出對角線F'。4.用一個彈簧測力計把橡皮條拉到同一位置O,記下彈簧測力計的讀數(shù)和細(xì)繩的方向,并用同樣的比例作出這個力F的圖示。5.比較F與F'的大小和方向,看它們在實驗誤差允許范圍內(nèi)是否相同,從而驗證平行四邊形定則。
正誤辨析1.實驗中合力與分力的作用效果相同,此實驗中力的作用效果是指橡皮條伸長的長度相同。(　　)2.記錄細(xì)繩的方向時,沿細(xì)繩方向在細(xì)繩下白紙上點兩個相距較遠(yuǎn)的點即可。(　　)
答案:×　解析:此處力的作用效果是指把橡皮條末端拉到同一位置,不僅伸長的長度相同,拉的方向也相同。
答案:√　解析:細(xì)繩下白紙上點兩個相距較遠(yuǎn)的點,再用尺子連成線就是細(xì)繩的方向。
3.每次實驗時,只要記錄彈簧測力計的示數(shù)就可以了。(　　)4.用兩彈簧測力計拉橡皮條時,兩彈簧測力計間的夾角應(yīng)取90°。(　　)
答案:×　解析:每次實驗時,要記錄彈簧測力計的示數(shù)和細(xì)線的方向。
答案:×　解析:兩彈簧測力計間的夾角可以任意選取,只要不太大也不太小就可以。
實驗原理與操作情景探究實驗時由作圖法得到的合力F和單個彈簧測力計測量的實際合力F'忘記標(biāo)注而造成錯亂,你如何加以區(qū)分?
要點提示由彈簧測力計測量合力時必須使橡皮條伸直,所以與AO共線的合力表示由單個測力計測量得到的實際合力F',不共線的合力表示由作圖法得到的合力F。
知識點撥實驗數(shù)據(jù)分析的方法(1)理論值:在白紙上按比例從O點開始作出兩個彈簧測力計同時拉時彈簧測力計的拉力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)實際值:按同樣的比例用刻度尺從O點起作出一個彈簧測力計拉橡皮條時拉力F'的圖示。(3)相比較:比較F'與F在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。注意:在同一次實驗中,畫力的圖示選定的標(biāo)度要相同,并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度,使力的圖示稍大一些。
實例引導(dǎo)例1“驗證力的平行四邊形定則”實驗情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點,OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。圖乙中的F與F'兩力中,方向一定沿AO方向的是　　　　　。?
解析:力F'為用一只彈簧拉橡皮條時力的大小和方向,所以F'與AO的方向相同。答案:F'
變式訓(xùn)練1 在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,需要將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上兩根細(xì)繩,細(xì)繩的另一端都有繩套(如圖所示)。實驗中需用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套,并互成角度地拉橡皮條。某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必須
注意以下幾項:A.兩根細(xì)繩必須等長B.橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上C.在使用彈簧測力計時要注意使彈簧測力計與木板平面平行D.用兩個彈簧測力計拉繩套時,兩測力計示數(shù)要保持相同E.用兩個彈簧測力計拉繩套時,兩測力計拉力方向要互成90°角,便于求兩個力的合力其中正確的是　　　　　(填字母)。?
答案:C　解析:在本實驗中細(xì)繩只記錄作用力的方向,兩繩不必等長;兩力合成時,其合力方向不一定在兩分力的夾角平分線上,因此,不必使橡皮條與兩繩夾角的平分線在同一直線上,實驗時彈簧測力計應(yīng)與木板平面平行,使讀數(shù)與繩作用力相等,則C項正確,A、B錯誤;兩測力計拉繩套時,兩力的大小可以不同,兩力的方向也不一定要互相垂直,夾角不宜太大,也不宜太小,D、E錯誤。
數(shù)據(jù)處理與誤差分析情景探究本實驗中對兩只彈簧測力計有何要求?使用時應(yīng)注意哪些問題?
要點提示(1)本實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法:將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤水平對拉過程中,讀數(shù)相同,則可選;若讀數(shù)不同,應(yīng)另換或調(diào)校,直至讀數(shù)相同為止。(2)①使用彈簧測力計測力時,讀數(shù)應(yīng)盡量大些,但不能超出它的測量范圍。②被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計軸線方向一致,拉動時彈簧及掛鉤不可與外殼相碰以避免產(chǎn)生摩擦。③讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度。④兩彈簧測力計同時拉細(xì)繩時,夾角適當(dāng)大些,但也不能過大。
知識點撥1.誤差分析(1)讀數(shù)誤差。彈簧測力計示數(shù)在允許的情況下,盡量大一些,讀數(shù)時眼睛一定要正視,要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄。(2)作圖誤差。①結(jié)點O的位置和兩個彈簧測力計的方向畫得不準(zhǔn)確,造成作圖誤差。②兩個分力的起始夾角α太大,如大于120°,再重復(fù)做兩次實驗,為保證結(jié)點O位置不變(即保證合力不變),則α變化范圍不大,因而彈簧測力計示數(shù)變化不顯著,讀數(shù)誤差較大,導(dǎo)致作圖產(chǎn)生較大誤差。③作圖比例不恰當(dāng)、不準(zhǔn)確等造成作圖誤差。
2.規(guī)范操作(1)位置不變:在同一次實驗中,將橡皮條拉長時結(jié)點的位置一定要相同。(2)角度合適:兩個彈簧測力計所拉細(xì)繩套的夾角不宜太小,也不宜太大,以60°~100°為宜。(3)在不超出彈簧測力計量程及橡皮條彈性限度的前提下,測力計示數(shù)、橡皮條被拉伸的長度應(yīng)盡量大一些。(4)細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些,便于確定力的方向。不要直接沿細(xì)繩套方向畫直線,應(yīng)在細(xì)繩套兩端各畫個投影點,去掉細(xì)繩套后,連直線確定力的方向。
實例引導(dǎo)例2在“探究求合力的方法”的實驗中某同學(xué)的實驗情況如圖所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點,OB和OC為細(xì)繩。(1)本實驗采用的科學(xué)方法是(　　)A.理想實驗法B.等效替代法C.控制變量法D.建立物理模型法(2)(多選)本實驗中,采取下列哪些方法和步驟可以減小實驗誤差(　　)A.兩個分力F1、F2間的夾角越大越好B.拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些C.實驗中,彈簧測力計必須與木板平行D.讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計刻度
解析:(1)本實驗是采用等效替代的方法,當(dāng)兩個力作用使橡皮條結(jié)點O伸長到某一點,另一個力作用也使橡皮條結(jié)點O伸長到同一點時,這個力就是前兩個力的合力,選B。(2)本實驗中兩彈簧測力計所拉繩間的夾角一般在60°到120°之間較合適,A錯誤;為了減小誤差,便于確定兩拉力的方向,拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些,且必須使橡皮條、細(xì)繩、彈簧測力計都與木板平行,細(xì)繩要與彈簧測力計軸線在同一直線上,讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計刻度,B、C、D均正確。答案:(1)B　(2)BCD
變式訓(xùn)練2做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時:(1)除已有的器材(方木板、白紙、細(xì)繩套、刻度尺、圖釘和鉛筆)外,還必須有　　　和　　　。?(2)要使兩次合力與分力產(chǎn)生相同的效果,必須(　　)A.每次將橡皮條結(jié)點拉到同樣的位置B.每次把橡皮條拉直C.每次準(zhǔn)確讀出彈簧測力計的示數(shù)D.每次記準(zhǔn)細(xì)繩的方向
(3)在驗證力的平行四邊形定則實驗中得到如下數(shù)據(jù),請選擇合適的標(biāo)度在圖方框中作圖完成實驗數(shù)據(jù)的處理。
答案: (1)彈簧測力計　橡皮條 (2)ACD　(3)作圖如下
1.某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗證力的平行四邊形定則。圖甲中GE是橡皮條,輕質(zhì)小圓環(huán)掛在橡皮條的下端;圖乙中用兩個互成角度的拉力F1、F2將小圓環(huán)拉至O點;圖丙中用一個拉力F將小圓環(huán)仍拉至O點。下列說法正確的是(　　)
A.進(jìn)行圖乙中的操作時,拉力F1、F2的方向一定相互垂直B.在圖乙、丙中,橡皮條必須沿豎直方向拉伸C.在圖乙、丙中,必須將小圓環(huán)拉至相同的位置D.圖乙操作完成后,可更換橡皮條,繼續(xù)完成圖丙所示的實驗步驟
答案:C　解析:進(jìn)行圖乙中的操作時,只需兩拉力F1、F2的大小、方向明確,不一定相互垂直,選項A錯誤;圖乙、丙中的實驗產(chǎn)生的效果相同,就是將小圓環(huán)拉至相同的位置,圖乙操作完成后,若更換橡皮條,則不能驗證力的平行四邊形定則,選項C正確,B、D錯誤。
2.將橡皮條的一端固定在A點,另一端拴上兩根細(xì)繩,每根細(xì)繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計,沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計,當(dāng)橡皮條的活動端拉到O點時,兩根細(xì)繩相互垂直,如圖所示。這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出。
(1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為　　　　　 N和　　　　　 N。?
(2)在如圖所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。