1、第课时实验二:验证力的平行四边形定则 【测控导航】知识点题号1.实验原理及操作1、2、3、52.实验数据处理及注意事项4、61.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,合力与分力的作用效果相同,这里作用效果是指D.(填选项前字母)A.弹簧测力计的弹簧被拉长B.固定橡皮筋的图钉受拉力产生形变C.细绳套受拉力产生形变D.使橡皮筋在同一方向上伸长到同一长度解析:合力与分力之间是等效替代关系,所以在实验中的作用效果相同是指橡皮筋的伸长量相同且伸长到同一位置.2.做“验证力的平行四边形定则”的实验,在水平放置的木板上铺一张白纸,用图钉固定,把橡皮条的一端固定在木板的A点,橡皮条的另一端拴上两细绳套,如图所
2、示,两个弹簧测力计分别勾住细绳套,互成角度地拉橡皮条使之伸长,到达某一位置O时需记下、,描下,再用一个弹簧测力计勾住细绳套把橡皮条拉长,使结点到达位置,再记下.解析:因验证力的平行四边形定则需根据力的大小和方向作平行四边形,所以必须记录力的大小和方向,为保证合力和分力的效果相同,两次必须使结点到达同一位置.答案:两弹簧测力计的读数两细绳的方向结点位置OO点弹簧测力计的读数和细绳的方向3.“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图(甲)所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.图(乙)是在白纸上根据实验结果画出的图.(1)如果没有操作失误,图(乙)中的F与F两力中,
3、方向一定沿AO方向的是.(2)本实验采用的科学方法是.A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法解析:(1)因为F是根据平行四边形定则作出的F1、F2的合力,由于实验总存在误差,所以F的方向不会一定沿AO方向,而F是用一根橡皮筋拉的,如果没有操作失误,方向一定沿AO方向,所以应该填F.(2)“验证力的平行四边形定则”的基本原理是:一个力F的作用效果与两个共点力F1和F2的共同作用效果都是把橡皮筋拉伸到某点,所以F为F1和F2的合力,作出F的图示.再根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示,比较F与F大小是否相等,方向是否相同,所以应选B选项.答案:(1)F(2)B4
4、.(2012福州八县一中八校联合模拟)在探究求合力的方法时,先将橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时,需要两次拉伸橡皮筋,一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮筋,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋.(1)实验对两次拉伸橡皮筋的要求中,下列哪些说法是正确的.(填字母代号)A.将橡皮筋拉伸相同长度即可B.将橡皮筋沿相同方向拉到不同长度C.将弹簧测力计都拉伸到相同刻度D.将橡皮筋和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是.(填字母代号)A.两细绳必须等长B.弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行C.用两弹簧
5、测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大D.拉橡皮筋的细绳要短些,标记同一细绳方向的两点要近些解析:两次拉伸橡皮筋的要求是将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度,即两次将橡皮筋和绳的结点拉到相同位置.为了减小实验误差,在实验过程中要做到弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行,同时拉橡皮筋的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些.答案:(1)D(2)B5.(2012西安模拟)某同学在学完“力的合成”后,想在家里做实验验证力的平行四边形定则.他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计,按如下步骤进行实验.A.在墙上贴一张白纸用来记录弹簧测力计弹力的大小和方向B.在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯
6、,记下静止时弹簧测力计的读数FC.将一根大约30 cm长的细线从杯带中穿过,再将细线两端分别拴在两个弹簧测力计的挂钩上.在靠近白纸处用手对称地拉开细线,使两个弹簧测力计的示数相等,在白纸上记下细线的方向,弹簧测力计的示数如图(甲)所示D.在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示,如图(乙)所示,根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F(1)在步骤C中,弹簧测力计的读数为N.(2)在步骤D中,合力F=N.(3)若,就可以验证力的平行四边形定则.解析:(1)弹簧测力计读数时需要估读,最终的读数要以有效数字的形式给出,根据图(甲)弹簧测力计指针的位置,可读出力的大小为3.00 N.(2)
7、根据力的大小可以用线段的长度来表示,利用刻度尺和三角板在图(乙)上由已知的两个力作出平行四边形,测量出平行四边形的对角线的长度,与标度1 N的长度进行比较,可求出F的大小为(5.20.2)N.(3)若F在竖直方向且数值与F近似相等,则在实验误差允许的范围内可以验证力的平行四边形定则.答案:(1)3.00(2)5.20.2(3)F在竖直方向且数值与F近似相等6.如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解.A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负.A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动.B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3 m的
8、杆.将细绳连接在杆右端O点构成支架.保持杆在水平方向,按如下步骤操作:测量绳子与水平杆的夹角AOB=对两个传感器进行调零用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数取下钩码,移动传感器A改变角重复上述实验步骤,得到表格.F11.0010.5801.002F2-0.868-0.2910.8653060150 (1)根据表格,A传感器对应的是表中力(选填“F1”或“F2”).钩码质量为 kg(保留1位有效数字).(2)本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确的是.(填选项前字母)A.因为事先忘记调零B.何时调零对实验结果没有影响C.为了消除横杆自身重力对结果的影响D.可以完全消除实验的误差解析:(1)A传感器中的力均为正值,故A传感器对应的是表中力F1,平衡时,mg=F1sin ,当=30时,F1=1.001 N,可求得m=0.05 kg.(2)在挂钩码之前,对传感器进行调零,目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响,故C正确.答案:(1)F10.05(2)C
