1、知识创新型实验。例如设计型、开放型、探讨型实验等都有不同程度的创新,比如利用所学知识设计出很多测量重力加速度的实验方案。其中,力学设计性实验在近年高考中有加强的趋势,应引起高度重视。【实验目的】验证力的合成的平行四边形定则。【实验原理】:此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果(即:使像皮条在某一方向伸长一定的长度) ,看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的平行四边形定则 。【实验器材】:方木板一块,弹簧秤两个,细绳套两个,图钉(若干) ,三角板,刻度尺,铅笔。实验中除了上述器材外,需要的器材还有: 。其中你使
2、用的弹簧秤的量程为 ;最小刻度为 ;【实验步骤】:1、用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。2、用图钉把橡皮条的一端固定在板上的 A 点,有两条细绳套在 橡皮条的另一端。3、用个弹簧秤分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置 O(如图所示) 。4、用铅笔描下结点 O 的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧评的读数,在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力 F1 和 F2 的图示。利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力 F。5、只用一个弹簧秤,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置 O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向,按同样的比例用刻度尺从 O 点起做出这个弹
3、簧秤的拉力 F的图示。6 比较 F与用平行四边形定则求得的合力 F,在实验误差允许的范围内是否相等。7改变两个分力 F1 和 F2 的大小和夹角,再重复实验两次,比较每次的 F 与 F是否在实验误码差允许的范围内相等。【注意事项】:1、弹簧秤使用前应将弹簧秤水平放置,然后检查、矫正零点,需了解弹簧秤的量程、单位和最小刻度,读数时视线要正对刻度盘。2、选择弹簧秤时,可将两弹簧秤自由端钩在一起,沿水平方向拉伸,看两个读数变化是否一样,若一样即适用。3、用弹簧秤测拉力时,应使拉力沿弹簧的轴线方面,橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。4、不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮
4、条,要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有无变化。5、可用两根橡皮条并联使用以增大其劲度系数。6、同一次实验中,橡皮条拉长后的结点位置 O 必须保持不变。7、白纸不要选得过小,画力的图示时应选择适当的单位长度,尽可能使图画得大一些。8、严格按力的图示要求和几何方法作出力的合力。9、A 点应选在靠近木板上边中点为宜,以使 O 点能确定在纸的上侧。【数据处理】通过实验得出结论: 。【问题与讨论】1、本实验中要使用两个弹簧秤。在选择弹簧秤时,应将零点矫正好了的两弹簧秤自由端钩在一起,沿水平方向拉伸,看两个读数变化是否一样,若一样即选用。为什么这样做?2、用弹簧秤测拉力时,应使拉力沿弹簧的
5、轴线方向,橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。为什么?将实验过程中所用白纸贴于此处3、同一次实验中,橡皮条拉长后的结点位置 O 必须保持不变。为什么?4、如果只有一个弹簧秤,能否完成这个实验?如果能,请写出实验步骤:【基础练习】1、将橡皮筋的一端固定在 A 点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为 0.1N 的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计,当橡皮筋的活动端拉到 O 点时,两根细绳相互垂直,如图所示。这时弹簧测力计的读数可由图中读出。(1)两个相互垂直的拉力的大小分别为_N 和_N(只须读到 0.1N) 。(2)在坐标纸上按作图法的要求画出
6、这两个力及它们的合力。2、在“验证力的平行四边形定则”实验中,橡皮条的一端固定在 A 点,另一端被两个弹簧秤拉到 O 点,两弹簧秤读数分别为 F1 和 F2,细绳方向分别与 OA 直线延长线夹角为 a1 和 a2,如图,以下说法正确的是( )A、O 点位置不变,合力不变。B、用平行四边形定则求得的合力 F 一定沿 OA 直线方向。C、若不改变 O 和 a1,F 1 增大,F 2 必减小。D、合力 F 必大于 F1 或 F2。3、在本实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置 O 点,以下操作中错误的是( )A、同一次实验过程中,O 点位置允许变动。B、在实验中,
7、弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度。C、实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条的结点拉到 O 点。D、实验中,把橡皮条的结点拉到 O 点时,两弹簧之间的夹角应取 90不变,以便于算出合力的大小。4、在本实验中,采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差?( )A、两个分力 F1、F 2 间的夹角要尽量大些。 B、两个分力 F1、F 2 的大小要尽量大些。C、拉橡皮条的细绳要稍长一些。D、实验前,先把所用的两个弹簧秤的钩子相互钩住,平放在桌子上,向相反方向拉动,检查读数是否相同。【基础练习答案】1、 ().0N 2.5N (
8、2)如右图 2、 A 3、 A C D 4、 B C D 【实战提升】1 ( 2014 年 江苏卷) 【题号: 3200000119】11(10 分)小明通过实验验证力的平行四边形定则。(1)实验记录纸如题11-1图所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F 1和F 2的方向分别过P 1和P 2点,一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F 3的方向过P3点。三个力的大小分别为:F 1=3. 30N、F 2 = 3. 85N和F 3= 4. 25 N。请根据图中给出的标度作图求出F 1和F 2的合力。(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实
9、验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。实验装置如题11-2图所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程,再次记录下N的轨迹。两次实验记录的轨迹如题11-3图所示。过O 点作一条直线与轨迹交于a 、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b 时所受拉力F a、F b的大小关系为 。(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些 ? (填写选项前的字母)A橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B两次受到的拉力相同时,橡皮筋
10、第2次的长度较长C两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大D两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。2.(15 安徽卷)在“ 验证力的平行四边形定则 ”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,如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整:用铅笔描下结点位置,记为 O;记录两个弹簧测力计的示数 F1和 F2,沿每条细绳(套)的方向用铅
11、笔分别描出几个点,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 O,记录测力计的示数F3, ;按照力的图示要求,作出拉力 F1、F 2、F 3;根据力的平行四边形定则作出 F1和 F2的合力 F;比较 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。3.(2012 浙江卷) 【题号:3200001429】 在“探究求合力的方法”实验中,先有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。(1 )为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到实验数据如下表:弹力 F(N) 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50伸长量 x(10-2m)0.74 1.80 2.80 3.72 4.68 5.58 6.42用作图法求得该弹簧的劲度系数 k= N/m;(2 )某次试验中,弹簧秤的指针位置所示,其读数为 N,同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为 2.50N,请在答题纸上画出这两个共点力的合力 F 合 ;(3 )由图得到 F 合 = N