2012年高考优化设计答案1-2-4.ppt
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第4讲实验三探究求合力的方法,实验目的,实验原理,验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则,如果使F1、F2的共同作用效果与另一个力F的作用效果相同(橡皮条在某一方向伸长一定的长度),那么根据F1、F2用平行四边形定则求出的合力F,应与F在实验误差允许范围内大小相等、方向相同,实验器材,方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔,实验步骤,一、仪器的安装1用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上并用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套二、操作与记录2用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O,如图241所示,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向3只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向,图241,三、作图及分析4改变两个力F1与F2的大小和夹角,再重复实验两次6用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F的图示5用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示,注意事项,1位置不变:
在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同2角度合适:
用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60100之间为宜3尽量减少误差
(1)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内的前提下,测量数据应尽量大一些
(2)细绳套应适当长一些,便于确定力的方向不要直接沿细绳套方向画直线,应在细绳套两端画个投影点,去掉细绳套后,连直线确定力的方向4统一标度:
在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些5使用弹簧秤前,应先调节零刻度,使用时不超量程,拉弹簧秤时,应使弹簧秤与木板平行.,误差分析,本实验的误差除弹簧测力计本身的误差外,还主要来源于以下两个方面:
1读数误差减小读数误差的方法:
弹簧测力计数据在允许的情况下,尽量大一些读数时眼睛一定要正视,要按有效数字正确读数和记录2作图误差减小作图误差的方法:
作图时两力的对边一定要平行,两个分力F1、F2间的夹角越大,用平行四边形作出的合力F的误差F就越大,所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大.,对实验原理误差分析及读数能力的考查,【例1】
(1)某实验小组在探究合力的方法时,先将橡皮条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,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的_(填字母代号)A将橡皮条拉伸相同长度即可B将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C将弹簧秤都拉伸到相同刻度D将橡皮条和细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弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行B两细绳之间的夹角越大越好C用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些(3)弹簧测力计的指针如图242所示,由图可知拉力的大小为_N.解析:
(1)两次拉伸橡皮条时,应满足橡皮条被拉伸方向及长度均相同,所以选项A、C错误、B、D正确
(2)为减小实验误差,弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,选项A正确;两细绳之间夹角适当大些,但过大也会增大实验误差,选项B错误;两弹簧秤示数之差大小与误差无关,选项C错误;两点决定一条直线,两点间距离适当大些可减小实验误差,选项D正确(3)从图中可看出刻度盘的最小刻度为0.1N,所以弹簧秤的示数为4.00N.答案:
(1)BD
(2)AD(3)4.00,图242,对实验操作过程的考查,【例2】(2009山东卷,23)请完成以下两小题某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:
将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物,如图243所示
(1)为完成该实验,下述操作中必需的是_a测量细绳的长度b测量橡皮筋的原长c测量悬挂重物后橡皮筋的长度d记录悬挂重物后结点O的位置
(2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是_,图243,解析:
运用等效思想来验证平行四边形定则,即要验证以两力为平行四边形的邻边,作平行四边形,其对角线是否和合力相符本小题中结点受三个力,其中两个力的合力与第三个力等大反向,故先测出各力的大小和方向,然后作出各力的图示,以两边为邻边做平行四边形,如果在实验误差范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向,即可验证为测量各力的大小故需要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度以及记录悬挂重物后O点位置故应选bcd.可以通过改变小重物改变各力的大小答案:
(1)bcd
(2)更换不同的小重物,【例3】有同学利用如图244所示的装置来验证力的平行四边形定则:
在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3,回答下列问题:
(1)改变钩码个数,实验能完成的是()A钩码的个数N1N22,N34B钩码的个数N1N33,N24C钩码的个数N1N2N34D钩码的个数N13,N24,N35
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是()A标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B量出OA、OB、OC三段绳子的长度C用量角器量出三段绳子之间的夹角D用天平测出钩码的质量,图244,(3)在作图时,你认为图245中_是正确的(填“甲”或“乙”),解析:
(1)实验中的分力与合力的关系必须满足:
|F1F2|F3F1F2,因此B、C、D选项是可以的
(2)A(3)甲实验中F3是竖直向下的答案:
(1)BCD
(2)A(3)甲,245,单击此处进入随堂演练,
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