高三物理一轮复习必备精品：相互作用

第4课时 实验（3）验证力的平行四边形定则实验

1、高考解读

真题品析

知识：验证力的平行四边形定则

例1.（09年山东卷）23．(12分)（1）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胞挂一重物。 ①为完成实验，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，改变条件再次实验证，可采用的方法是 解析：①bc：测量长度可以利用比例关系得出的二个分力、一个合力 d确定画图时标准点

②不同的小重物可以产生不同效果所以要更换重物 答案：①bcd ②更换不同的小重物

点评：只要知道验证平行四边形定则的实验原理，就可以掌握好任意形式的变题。 热点关注

知识：验证力的平行四边形定则

例2. 某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：

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

B. 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，细绳的另一端系着绳套

C. 用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O．记录下O点的位置，读出两个弹簧秤的示数

D. 按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F

E. 只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示.

F. 比较力F′和F的大小和方向, 看它们是否相同, 得出结论. 上述步骤中：

①有重要遗漏的步骤的序号是 和 ； ②遗漏的内容分别是 和 解析：①有重要遗漏的步骤的序号是 C 和 E

②遗漏的内容分别是 C中未记下两条绳子的方向 和 E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了位置O

点评：对实验中的注意事项要熟练分析。

2、知识网络

一、实验目的

验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则。 二、实验原理

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（使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与这一个力F是否在实验误差允许范围内大小相等、方向相同，如果在实验误差允许范围内，就验证了力的平行四边形定则。 三、实验器材

木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳套（两个），弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器，铅笔。 四、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，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。

3．用两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，并记录弹簧秤的读数。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椐平行四边形定则求出合力F。

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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 '是否在实验误差允许的范围内相等。 五、注意事项

1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。

2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。 3.使用弹簧测力时，拉力适当大一些。

4.画力的图示时应该选择适当的标度。尽量使图画的大些，同一次实验中标度应该相同，要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。

3、复习方案

基础过关：

重难点：平行四边形定则

例3. 如图丙所示，在探究“共点力合成”的实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用F1与F2拉两个弹簧秤，将结点拉至O点．现让F2大小不变，方向沿顺时针

o

方向转动某一角度，要使结点仍位于O点，则F1的大小及图中β（β>90）角的变化可能是 （ ）

A．增大F1的同时增大β角 B．增大F1而保持β角不变 C．增大F1的同时减小β角 D．减小F1的同时增大β角 解析：利用控制变量法求解 答案：ABC 典型例题

例4： 在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的

是 。

②本实验采用的科学方法是-（ ）

第11题图2

A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 建立物理模型法

解析：在“验证力的平行四边形定则”的实验中用一根弹簧秤拉时肯定沿AO方向，若不是这说明实验操作错误，而根据平行四边形定则画出来的合力应该说肯定有误差。 答案：F′，B

点评：要求会分析实验误差产生的原因。

第5课时 相互作用单元测试

1. 如图所示，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下处于静止状态，则下列判断正确的是 （ ） A.天花板与木块间的弹力可能为零 B.天花板对木块的摩擦力可能为零

C. 推力F逐渐增大的过程中，木块将始终保持静止 D.木块受天花板的摩擦力随推力F的增大而变化

2．如图所示，小球用细绳系住始终静止在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳方向由水平逐渐向上偏移时，绳的拉力F和斜面对小球的支持力FN将 ( )

A. F逐渐增大，FN逐渐减小。 B. F先增大后减小，FN逐渐减小。 C. F逐渐减小，FN逐渐增大。 D. F先减小后增大，FN逐渐减小。

3．如图2所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O点处。静止时A、B相距为d。为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法（ ）

A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍； B.将小球B的质量增加到原来的8倍； C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半；

D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍 4．将一个物体用两根等长的绳子OA、OB悬挂在半圆形的架子上，B点固定不动，结点O也不

θ F