2017高三物理《探究求合力的方法》高考材料分析

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2017高三物理《探究求合力的方法》高考材料分析

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2017高三物理《探究求合力的方法》高考材料分析

 

1.实验原理
互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果,看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F′在实验误差允许范围内是否相等.
2.实验器材
木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺.
3.实验步骤
(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上.
(2)用两个弹簧测力计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.如实验原理图所示.
(3)用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F.
(4)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向.
(5)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F,看它们在实验误差允许的范围内是否相等.

1.正确使用弹簧测力计
(1)将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中,读数相同,可选;若不同,应另换或调校,直至相同为止.
(2)使用时,读数应尽量大些,但不能超出范围.
(3)被测力的方向应与轴线方向一致.
(4)读数时应正对、平视刻度.
2.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60°~100°为宜.
(3)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些.细绳套应适当长一些, 便于确定力的方向.
(4)统一标准: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.
3.误差分析
(1)误差来源:除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差等.
(2)减小误差的办法:
①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘,要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录.
②作图时使用刻度尺,并借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行.

1.[实验原理及实验操作]“探究求合力的方法”的实验原理是等效原理,其等效性是指(  )
A.使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变
B.使两分力与合力满足平行四边形定则
C.使两次橡皮条伸长的长度相等
D.使两次橡皮条与两绳套的结点都与O点重合
D [在“探究求合力的方法”的实验中,两次拉伸橡皮条时,伸长的长度及伸长的方向均相同,两分力与合力的作用效果才相同,才具有等效替代关系,因此选项C错误,D正确;实验过程中,弹簧测力计的拉力的大小和方向是可以不同的,选项A错误;合力与分力之间满足平行四边形定则是客观规律,故选项B错误.]
2.[数据处理]“探究求合力的方法”的实验装置如图1甲所示.

图1
(1)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示.其中,细绳CO对O点的拉力大小为________N;
(2)请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上.由图求出合力的大小F合=________N.(保留两位有效数字)
【解析】 (1)由图甲可读出CO对O点的拉力大小为2.60 N.(2)在图乙上的画图如图所示,结合作图可求得合力大小为5.1 N.
【答案】 (1)2.60 (2)5.1

 

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