1、实验三验证力的平行四边形定则实验三验证力的平行四边形定则误差分析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：以下两个方面：1读数误差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，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读数和记录2作图误差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，两个分力个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形
2、作出的合力间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差的误差F就越大，所以实验中不要把就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取间的夹角取得太大得太大注意事项注意事项1位置不变：位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同置一定要相同2角度合适：角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉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，以橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60120之间为宜之间为宜3尽量减少误差尽量减少误差(1)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量在合力不超出量程及在橡皮条弹
3、性限度内形变应尽量大一些大一些(2)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向细绳套应适当长一些，便于确定力的方向4统一标度：统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要在同一次实验中，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相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些热点一对实验原理及误差分析的考查热点一对实验原理及误差分析的考查【典例典例1】在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在探究求合力的方法时，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时
4、，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条通过细绳拉橡皮条(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，应该将橡皮条和绳实验对两次拉伸橡皮条的要求中，应该将橡皮条和绳的结点沿相同方向拉到的结点沿相同方向拉到_位置位置(填填“同一同一”或或“不不同同”)(2)同学们在操作过程中有如下讨论，其中对减小实验误同学们在操作过程中有如下讨论，其中对减小实验误差有益的说法是差有益的说法是_(填字母代号填字母代号)A用两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时，拉力间的角用两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时，
5、拉力间的角度要小一些度要小一些B弹簧测力计、细绳、橡皮条要尽量与木板平行弹簧测力计、细绳、橡皮条要尽量与木板平行C用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能小应尽可能小D标记同一细绳方向的两点要远些标记同一细绳方向的两点要远些解析解析(1)只有拉到同一位置时，两次的作用效果才能相只有拉到同一位置时，两次的作用效果才能相同同(2)用两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时，两力间用两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时，两力间的角度应较大一些，便于实验结果更准确，故的角度应较大一些，便于实验结果更准确，故A错误；弹错误；弹簧测力计、细绳、橡皮条要尽量与
6、木板平行，如果不平行簧测力计、细绳、橡皮条要尽量与木板平行，如果不平行会导致在木板上画出的力的图示与实际不符，故会导致在木板上画出的力的图示与实际不符，故B正确；正确；两弹簧测力计示数之差的大小对实验没有影响，故两弹簧测力计示数之差的大小对实验没有影响，故C错错误；标记同一细绳方向的两点比较近时，所画直线的方向误；标记同一细绳方向的两点比较近时，所画直线的方向误差就较大，故误差就较大，故D正确正确答案答案(1)同一同一(2)BD【跟踪短训跟踪短训】1对于对于“验证力的平行四形定则验证力的平行四形定则”的实验，某同学有以下的实验，某同学有以下认识：认识：A实验中两个分力的夹角取得越大越好实验中两
7、个分力的夹角取得越大越好B细绳以及弹簧测力计所在平面必须与木板平行细绳以及弹簧测力计所在平面必须与木板平行C拉橡皮条的细绳要长些，用铅笔画出两个定点的位置拉橡皮条的细绳要长些，用铅笔画出两个定点的位置时，应使这两个点的距离尽量远些时，应使这两个点的距离尽量远些D作图要用细芯铅笔，图的比例要尽量大些，要用严格作图要用细芯铅笔，图的比例要尽量大些，要用严格的几何作图法作出平行四边形，图旁要画出表示力的比例的几何作图法作出平行四边形，图旁要画出表示力的比例线段，且注明每个力的大小和方向线段，且注明每个力的大小和方向以上操作可以减小误差的是以上操作可以减小误差的是_解析解析如果两个分力夹角太大，则合力
8、很小，用平行四边如果两个分力夹角太大，则合力很小，用平行四边形作图法得出的合力的误差也越大，所以实验中不能把夹形作图法得出的合力的误差也越大，所以实验中不能把夹角取得太大，角取得太大，A错；为了减小摩擦，橡皮条、细绳、弹簧错；为了减小摩擦，橡皮条、细绳、弹簧测力计应在同一平面内，且弹簧测力计的方向要与拉力的测力计应在同一平面内，且弹簧测力计的方向要与拉力的方向保持在一条直线上，以免挂钩与弹簧测力计之间产生方向保持在一条直线上，以免挂钩与弹簧测力计之间产生摩擦，摩擦，B对；为了减小力的方向的误差，橡皮条的细绳要对；为了减小力的方向的误差，橡皮条的细绳要长些，标记方向时所画的两个点的距离要尽量远些
9、，长些，标记方向时所画的两个点的距离要尽量远些，C正正确；由于我们画力的图示时总是有一定的误差，为了减小确；由于我们画力的图示时总是有一定的误差，为了减小画图时产生的误差，要用细芯铅笔，画的图要适当大一画图时产生的误差，要用细芯铅笔，画的图要适当大一些，而且每个力都不应该太小，所以些，而且每个力都不应该太小，所以D正确正确答案答案BCD热点二实验过程及数据处理热点二实验过程及数据处理1实验过程应注意实验过程应注意(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
10、线方向用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同应尽量使橡皮条、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，求出合力出合力2操作不忘操作不忘“三三”“”“二二”“”“一一”用两个弹簧秤拉橡皮条时的用两个弹簧秤拉橡皮条时的“三记录三记录”(记录两弹簧秤示记录两弹簧秤示数、两细绳方向和结点数、两细绳方向和结点O
11、的位置的位置)，用一个弹簧秤拉橡皮条，用一个弹簧秤拉橡皮条时的时的“二记录二记录”(记录弹簧秤示数和细绳方向记录弹簧秤示数和细绳方向)及及“一注一注意意”(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【典例典例2】在在“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验中，需要将实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置；再将橡皮条的另条的另一端到某一点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个
12、弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项：某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A两根细绳必须等长两根细绳必须等长B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等读数相等E在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置拉到用一个弹
13、簧秤拉时记下的位置其中正确的是其中正确的是_(填入相应的字母填入相应的字母)(2)“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”的实验情况如图的实验情况如图1甲所甲所示，其中示，其中A为固定橡皮条的图钉，为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结为橡皮条与细绳的结点，点，OB和和OC为细绳图乙是在白纸上根据实验结果画出为细绳图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图的力的示意图图图1图乙中的图乙中的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_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
14、物理模型法(3)某同学在坐标纸上画出了如图某同学在坐标纸上画出了如图2所示的两个已知力所示的两个已知力F1和和F2，图中小正方形的边长表示，图中小正方形的边长表示2 N，两力的合力用，两力的合力用F表表示，示，F1、F2与与F的夹角分别为的夹角分别为1和和2，关于，关于F1、F2与与F、1和和2关系正确的有关系正确的有_AF14 NBF12 NC145D12图图2 解析解析(1)两细绳套不要太短，但是不一定要等长，选项两细绳套不要太短，但是不一定要等长，选项A错误；橡皮条与两绳夹角的平分线是否在同一直线上，由错误；橡皮条与两绳夹角的平分线是否在同一直线上，由两分力的大小和方向决定，选项两分力的
15、大小和方向决定，选项B错误；用弹簧秤拉细绳错误；用弹簧秤拉细绳套时，弹簧秤与木板平面必须平行，选项套时，弹簧秤与木板平面必须平行，选项C正确；验证力正确；验证力的平行四边形定则实验中，测量分力大小的两个弹簧秤的的平行四边形定则实验中，测量分力大小的两个弹簧秤的读数不一定要相等，选项读数不一定要相等，选项D错误；在同一次实验中，需要错误；在同一次实验中，需要保持保持F1和和F2的作用效果与合力的作用效果与合力F的作用效果相同，即拉到的作用效果相同，即拉到同一位置，所以选项同一位置，所以选项E正确，答案为正确，答案为C、E.(2)F是利用一个弹簧秤将橡皮条拉到结点是利用一个弹簧秤将橡皮条拉到结点O
16、位置的力，位置的力，F是利用平行四边形定则作出的与是利用平行四边形定则作出的与F作用效果相同的两个分作用效果相同的两个分力力F1和和F2的合力，所以沿的合力，所以沿AO方向的力一定是方向的力一定是F.本实验中，需要保证单个拉力的作用效果与两个拉力的作本实验中，需要保证单个拉力的作用效果与两个拉力的作用效果相同，即采用了等效替代法用效果相同，即采用了等效替代法答案答案(1)CE(2)FB(3)BC【跟踪短训跟踪短训】2(2012浙江卷，浙江卷，22)在在“探究求合力的方法探究求合力的方法”实验中，现实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹
17、簧秤(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：系数，得到的实验数据如下表：弹力弹力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸长量伸长量x(102 m)0.741.802.803.724.605.586.42根据表中数据在图根据表中数据在图3中作出中作出Fx图象并求得该弹簧的劲度图象并求得该弹簧的劲度系数系数k_N/m；图图3(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图某次实验中，弹簧秤的指针位置如图4所示，其读数为所示，其读数为_N；同时利用；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为中结果获得
18、弹簧上的弹力值为2.50 N，请在下列虚线框中画出这两个共点力的合力，请在下列虚线框中画出这两个共点力的合力F合合；图图4(3)由图得到由图得到F合合_N.答案答案(1)见解析图见解析图53(说明：说明：2范围内都可范围内都可)(2)2.10(说明：有效数字位数正确，说明：有效数字位数正确，0.02范围内都可范围内都可)见解析图见解析图(3)3.3(说明：说明：0.02范围内都可范围内都可)探究高考命题视角探究高考命题视角以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现拓展性、开放性、目，不脱离教材而又不拘泥教材
19、，体现拓展性、开放性、探究性等特点探究性等特点【典例典例3】有同学利用如图有同学利用如图5所示的装置来验证力的平行四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和和B，将绳子打一个结点，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系，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统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和和F3，回答下列问题：，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是改变钩码个数，实验能完成的是()A钩码的个数钩码的个数N1N22，N34B钩码的个数钩码
20、的个数N1N33，N24C钩码的个数钩码的个数N1N2N34D钩码的个数钩码的个数N13，N24，N35图图5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是()A标记结点标记结点O的位置，并记录的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的三段绳子的方向方向B量出量出OA、OB、OC三段绳子的长度三段绳子的长度C用量角器量出三段绳子之间的夹角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用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图在作图时，你认为图6中中_是正确的是正确的(填填“甲甲”或或“乙乙”)图图6解析解析(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：实验中
21、的分力与合力的关系必须满足：|F1F2|F3F1F2，因此，因此B、C、D选项是可以的选项是可以的(2)A(3)甲实验中甲实验中F3是竖直向下的是竖直向下的答案答案(1)BCD(2)A(3)甲甲【探究跟踪探究跟踪】如图如图7所示，某同学在家中尝试验证平行所示，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四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉度尺、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一端分别挂在墙上的
22、两个钉子A、B上，上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为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，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物挂一重物图图7(1)为完成该实验，下述操作中不需要的是为完成该实验，下述操作中不需要的是_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(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是证，可采用的方法是_解析解析(1)用橡皮筋验证平行四边形定则需要测量的是三用橡皮筋验证平行四边形定则需要测量的是三条橡皮筋的伸长量及其拉伸的方向，与细绳的长度无关，条橡皮筋的伸长量及其拉伸的方向，与细绳的长度无关，故上述操作中故上述操作中A不需要，不需要，B和和C是需要的；为了确保力的合是需要的；为了确保力的合成的等效性，悬挂重物后结点成的等效性，悬挂重物后结点O的位置必须相同，所以上的位置必须相同，所以上述操作中的述操作中的D也是必需的也是必需的(2)因为钉子的位置已固定，为了继续进行实验，可改变因为钉子的位置已固定，为了继续进行实验，可改变重物的质量再次进行验证重物的质量再次进行验证答案答案(1)A(2)更换不同的小重物更换不同的小重物
