2020选考物理-必修1-第二章-实验2-探究求合力的方法课件.pptx

1、1创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破实验实验2探究求合力的方法探究求合力的方法2创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破3创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破误差分析误差分析1.误差来源误差来源除除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。2.减小误差的方法减小误差的方法(1)结点结点O定位定位O点时要力求准确。点时要力求准确。同一次实验中橡皮条拉长后的同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持不变。点必须保持不变。(2)拉力拉力用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向。用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向。4创新设计创新设计

2、实验基础梳理实验热点突破应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一平面内。应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一平面内。两个分力两个分力F1、F2间的夹角间的夹角不要太大或太小。不要太大或太小。(3)作图作图在同一次实验中，选定的比例要相同。在同一次实验中，选定的比例要相同。严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力。严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力。5创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破注意事项注意事项操作不忘操作不忘“三三”“”“二二”“”“一一”用两个弹簧测力计拉橡皮条时的用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录三记录”(记录两弹簧测

3、力计示数、两细绳方向记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和结点和结点O的位置的位置)，用一个弹簧测力计拉橡皮条时的，用一个弹簧测力计拉橡皮条时的“二记录二记录”(记录弹簧测力计示记录弹簧测力计示数和细绳方向数和细绳方向)及及“一注意一注意”(结点结点O的位置必须在同一位置的位置必须在同一位置)等。等。6创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破热点一教材原型实验热点一教材原型实验【例【例1】某同学做某同学做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”的实验如图的实验如图1甲所示，其中甲所示，其中A为固定为固定橡皮条的图钉，橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，为橡皮条与细绳的结点，OB和和OC为

4、细绳。图乙是在白纸上根据实为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。验结果画出的图。图图17创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破(1)如果没有操作失误，图乙中的如果没有操作失误，图乙中的F与与F两力中，方向一定沿两力中，方向一定沿AO方向的是方向的是_。(2)本实验采用的科学方法是本实验采用的科学方法是_。A.理想实验法理想实验法 B.等效替代法等效替代法C.控制变量法控制变量法 D.建立物理模型法建立物理模型法(3)实验时，主要的步骤是：实验时，主要的步骤是：A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉

5、在方木板上；B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；绳的另一端系着绳套；8创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置达某一位置O，记录下，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力

6、F1和和F2的图示，并用的图示，并用平行四边形定则求出合力平行四边形定则求出合力F；E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；的图示；F.比较比较F和和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。上述步骤中，上述步骤中，有重要遗漏的步骤的序号是有重要遗漏的步骤的序号是_和和_；遗漏的内容分别是遗漏的内容分别是_和和_。9创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破解析解析(1)由

7、一个弹簧测力计拉橡皮条至由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿点的拉力一定沿AO方向；而两根弹簧测方向；而两根弹簧测力计拉橡皮条至力计拉橡皮条至O点的拉力，根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力，点的拉力，根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力，由于误差的存在，不一定沿由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿方向，故一定沿AO方向的是方向的是F。(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故选项故选项B正确。正确。(3)根据根据“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验

8、的操作规程可知，有重要遗漏的步骤实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是的序号是C、E。在在C中未记下两条细绳的方向，中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O。答案答案(1)F(2)B(3)CEC中应加上中应加上“记下两条细绳的方向记下两条细绳的方向”E中应说中应说明明“把橡皮条的结点拉到同一位置把橡皮条的结点拉到同一位置O”10创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破热点二实验创新拓展热点二实验创新拓展实验拓展创新的两种方法实验拓展创新的两种方法以本实验为背景，以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件，或通过改变实以本实验为

9、背景，以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件，或通过改变实验条件、实验仪器设置题目。验条件、实验仪器设置题目。1.对实验原理的理解、实验方法的迁移对实验原理的理解、实验方法的迁移11创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破2.实验器材的改进实验器材的改进12创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破【例例2】(2018昆明市教学质量检测昆明市教学质量检测)某学生实验小组设计了一个某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四验证力的平行四边形定则边形定则”的实验，装置如图的实验，装置如图2甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放

10、置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点传感器连接，在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码，力传感器下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为的示数分别为F1、F2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角。实验中使用若干相同的钩码，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角。实验中使用若干相同的钩码，每个钩码质量均为每个钩码质量均为100克，取克，取g9.8 m/s2。图图213创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破(1)关于实验，下列说法正确的是关于实验，下列说法正确的是()A.实

11、验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内B.每次实验都必须保证结点位于每次实验都必须保证结点位于O点点C.实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向D.实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力点钩码的总重力(2)根据某次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了根据某次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2，请，请你作图得到你作图得到F1、F2的合力的合力F(只作图，不求大小只作图，不求大小)，并写出该

12、合力不完全竖直的一种，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因可能原因_。14创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破解析解析(1)实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内，以，以保证保证钩码重力等于细线中的拉力，选项钩码重力等于细线中的拉力，选项A正确；该装置每次实验不需要正确；该装置每次实验不需要保证结点位于保证结点位于O点，选项点，选项B错误；实验时需要记录钩码数量、两力传错误；实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向，选项感器的示数和三细绳的方向，选项C正确；悬挂于正确；悬挂于O点钩码的总重力点钩码的总重力可以根据钩码的质量得出，不

13、需要力传感器测量，选项可以根据钩码的质量得出，不需要力传感器测量，选项D错误。错误。(2)利用平行四边形定则作出利用平行四边形定则作出F1和和F2的合力的合力F。该合力方向不完全在。该合力方向不完全在竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等。竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等。答案答案(1)AC(2)如解析图所示定滑轮有摩擦、木板未竖直放置如解析图所示定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等等(回答出一项合理答案即可回答出一项合理答案即可)15创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破1.(2018浙江模拟卷浙江模拟卷7)在竖直平面内，将小圆环挂在橡皮条的下在竖直平面内，将小圆环

14、挂在橡皮条的下端，橡皮条的长度为端，橡皮条的长度为GE。用两个弹簧测力计拉动小圆环到。用两个弹簧测力计拉动小圆环到O点，小圆环受到作用力点，小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力和橡皮条的拉力F0，如图，如图3所示。所示。(1)此时要记录下拉力此时要记录下拉力F1、F2的大小，并在白纸上记录的大小，并在白纸上记录_，以及以及O点的位置。点的位置。(2)实验中，不必要的是实验中，不必要的是_。A.选用轻质小圆环选用轻质小圆环B.弹簧测力计在使用前应校零弹簧测力计在使用前应校零C.撤去撤去F1、F2，改用一个力拉小圆环，仍使它处于，改用一个力拉小圆环，仍使它处于O点点D.用两个弹簧测力计拉动小圆

15、环时，要保持两弹簧测力计相互垂直用两个弹簧测力计拉动小圆环时，要保持两弹簧测力计相互垂直图图316创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破(3)图图4中中F是用一个弹簧测力计拉小圆环时，在白纸上根据实验结果画出的图示。是用一个弹簧测力计拉小圆环时，在白纸上根据实验结果画出的图示。F与与F中，方向一定沿中，方向一定沿GO方向的是方向的是_。图图417创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破解析解析(1)力是矢量，既有大小，又有方向，因此除了需要记录拉力力是矢量，既有大小，又有方向，因此除了需要记录拉力F1、F2的大小，的大小，还要记录这两个力的方向。还要记录这两个力的方向。(2)本实验的目的是探

16、究求合力的方法，因此应是任意情况下的两个力与合力的关本实验的目的是探究求合力的方法，因此应是任意情况下的两个力与合力的关系，故选项系，故选项D错误；选用轻质小圆环是为了减小水平方向偏移的误差；合力与分力错误；选用轻质小圆环是为了减小水平方向偏移的误差；合力与分力之间是等效替代的关系，撤去之间是等效替代的关系，撤去F1、F2，改用一个力拉小圆环，仍使它处于，改用一个力拉小圆环，仍使它处于O点，以点，以确保等效；弹簧测力计在使用前校零，是为了使读数准确，故选项确保等效；弹簧测力计在使用前校零，是为了使读数准确，故选项A、B、C是必是必要的。要的。(3)当用一个弹簧测力计拉小圆环时，因圆环为轻质小圆

17、环，故弹簧测力计的拉力当用一个弹簧测力计拉小圆环时，因圆环为轻质小圆环，故弹簧测力计的拉力与橡皮条的拉力平衡，其方向一定与橡皮条的拉力方向相反，即一定沿与橡皮条的拉力平衡，其方向一定与橡皮条的拉力方向相反，即一定沿GO方向的方向的是是F。答案答案(1)两个力的方向两个力的方向(2)D(3)F18创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破2.某同学在家中尝试某同学在家中尝试“验证平行四边形定则验证平行四边形定则”，他找到三条相同的橡皮筋，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定遵循胡克定律律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细

18、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上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。(1)完成该实验，下述操作中必需的是完成该实验，下述操作中必需的是_。A.测量细绳的长度测量细绳的长度B.测量橡皮筋的原长测量橡皮筋的原长C.测量悬挂重物后橡皮筋的长度测量悬挂重物后橡皮筋的长度D.记录悬挂重物后结点记录悬挂重物后结点O的位置的位置19创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破(2)钉子位置固定，欲利用现

19、有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_。解析解析(1)三条相同的橡皮筋，具有相同的劲度系数，故三条橡皮筋的形变量的大三条相同的橡皮筋，具有相同的劲度系数，故三条橡皮筋的形变量的大小关系代表了三条橡皮筋承受的力的大小关系，故必需小关系代表了三条橡皮筋承受的力的大小关系，故必需B、C项；项；A、B两点固定，两点固定，O点的位置则决定了三个力的方向点的位置则决定了三个力的方向(因绳中的力恒沿绳的方向因绳中的力恒沿绳的方向)，故必需，故必需D项。项。(2)最简便的方法是：更换不同的小重物。若没有最简便的方法是：更换不同的小重物。若没有“

20、钉子位置固定钉子位置固定”的话，改变的话，改变A、B钉的位置亦可。钉的位置亦可。答案答案(1)BCD(2)更换不同的小重物更换不同的小重物 20创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破3.(1)在在“探究求合力的方法探究求合力的方法”实验中，我们需要对使用的两只弹簧测力计进行校对，实验中，我们需要对使用的两只弹簧测力计进行校对，看两只弹簧测力计是否完全相同，校对的方法是看两只弹簧测力计是否完全相同，校对的方法是_(填正确答案标号填正确答案标号)。A.看两只弹簧测力计的外形是否一样，是否由同一厂家生产看两只弹簧测力计的外形是否一样，是否由同一厂家生产B.把两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看

21、两者示数是否完全相同把两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全相同C.把两只弹簧测力计的钩子互钩着一上一下竖直地拉动，看两者示数是否完全相同把两只弹簧测力计的钩子互钩着一上一下竖直地拉动，看两者示数是否完全相同D.把两只弹簧测力计的钩子互钩着，任意地拉动，看两者示数是否完全相同把两只弹簧测力计的钩子互钩着，任意地拉动，看两者示数是否完全相同21创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破(2)在在“探究求合力的方法探究求合力的方法”实验中，下列做法有利于减小误差的是实验中，下列做法有利于减小误差的是_(填正填正确答案标号确答案标号)。A.F1、F2两个力的夹角尽可能大一些两个力的夹

22、角尽可能大一些B.F1、F2两个力越大越好两个力越大越好C.在拉橡皮条时，弹簧测力计的外壳不要与纸面接触，产生摩擦在拉橡皮条时，弹簧测力计的外壳不要与纸面接触，产生摩擦D.拉力拉力F1、F2的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的外壳及纸面接触，的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的外壳及纸面接触，产生摩擦产生摩擦22创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破解析解析(1)考虑到重力的影响，两只弹簧测力计校对的方法是，把两只弹簧测力计考虑到重力的影响，两只弹簧测力计校对的方法是，把两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全相同，故的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否

23、完全相同，故B正确，正确，A、C、D错误。错误。(2)画平行四边形时，夹角稍大画出的平行四边形就会准些，但不是夹角越大越好，画平行四边形时，夹角稍大画出的平行四边形就会准些，但不是夹角越大越好，如果夹角很大可能使合力很小，作图法求得的合力误差会较大，如果夹角很大可能使合力很小，作图法求得的合力误差会较大，A错误；数据处理错误；数据处理时我们需要画出力的大小和方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影时我们需要画出力的大小和方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影响，但是并非越大越好，如果太大可能导致合力太大，只用一只弹簧测力计拉时，响，但是并非越大越好，如果太大可能导致合力太大，只用

24、一只弹簧测力计拉时，量程不够，量程不够，B错误；弹簧测力计的外壳与纸面接触没有影响，只要弹簧不与外壳摩错误；弹簧测力计的外壳与纸面接触没有影响，只要弹簧不与外壳摩擦即可，擦即可，C错误；在白纸中作图时，作出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出错误；在白纸中作图时，作出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有较大差别，再者由于摩擦测得的力的大小也不准，故图的方向与实际力的方向有较大差别，再者由于摩擦测得的力的大小也不准，故为了减小因摩擦造成的误差，应使各力尽量与木板面平行，为了减小因摩擦造成的误差，应使各力尽量与木板面平行，D正确。正确。答案答案(1)B(2)D23创新设计创

25、新设计实验基础梳理实验热点突破4.在在“探究求合力的方法探究求合力的方法”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图某一位置，如图5所示。请将以下的实验操作和处理补充完整：所示。请将以下的实验操作和处理补充完整：图图524创新设计创新设计实

26、验基础梳理实验热点突破用铅笔描下结点位置，记为用铅笔描下结点位置，记为O；记录两个弹簧测力计的示数记录两个弹簧测力计的示数F1和和F2，沿每条细绳，沿每条细绳(套套)的方向用铅笔分别描出几个的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；点，用刻度尺把相应的点连成线；只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的，记录测力计的示数示数F3，_；按照力的图示要求，作出拉力按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；根据力的平行四边形定则作出根据力的平行四边形定则作出F1和和F2的合力的合力F；比较比较_的一致程度

27、，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验。改进后再次进行实验。25创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破解析解析此步骤中应记录此时拉力的大小和方向，结合此步骤中应记录此时拉力的大小和方向，结合的操作，的操作，中横线应填中横线应填写：沿此时细绳写：沿此时细绳(套套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线。的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线。要要探究求合力的方法，需要比较探究求合力的方法，需要比较F与与F3的大小，方向是否一致，故的大小，方向是否一致，故中横线应填写中横线应填写F和和F3。答案

28、答案沿此时细绳沿此时细绳(套套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线F和和F326创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破5.如图如图6甲是甲是“探究求合力的方法探究求合力的方法”的实验装置。实验操作如下：的实验装置。实验操作如下：图图6(1)弹簧测力计弹簧测力计A挂于固定点挂于固定点P，下端用细线挂一重物，下端用细线挂一重物M，测量，测量_并记录为并记录为F。(2)弹簧测力计弹簧测力计B的一端用细线系于的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在静止在某位置某位置(如图甲如图甲)，此时需

29、记下结点，此时需记下结点O的位置和两测力计的示数的位置和两测力计的示数F1、F2以及以及_。27创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破(3)某同学已在图乙纸上作出某同学已在图乙纸上作出F1、F2的图示，请根据力的平行四边形定则作出的图示，请根据力的平行四边形定则作出F1、F2的合力的合力F。(4)改变两细线的夹角，重复做几次实验。若改变两细线的夹角，重复做几次实验。若F的方向近似在的方向近似在_方向上，且方向上，且大小近似等于大小近似等于F，则平行四边形定则得以验证。，则平行四边形定则得以验证。28创新设计创新设计实验基础梳理实验热点突破解析解析(1)两个弹簧测力计的合力等于悬挂重物的重力，需要先测量出悬挂重物两个弹簧测力计的合力等于悬挂重物的重力，需要先测量出悬挂重物M的重力。的重力。(2)记录下细线记录下细线Oa、Ob、Oc的方向作为两个弹簧测力计拉力和悬挂重物重力的方向。的方向作为两个弹簧测力计拉力和悬挂重物重力的方向。(4)F方向与悬挂重物的重力方向应该在同一直线上，即竖直方向。方向与悬挂重物的重力方向应该在同一直线上，即竖直方向。答案答案(1)M(重物重物)的重力的重力(2)细线细线Oa、Ob、Oc的方向的方向(或三段细线的方向或三段细线的方向)(3)如如图所示图所示(4)竖直竖直29本节内容结束