2弹簧测力计读数要符合有效数字要求,小数点后保留两位有效数字。
3.实验数据处理[对应第3
1作图时要选好标度。
2合力F合的大小要根据所选标度和对角线的长度计算得出。
4.实验误差分析[对应第5
题]
4题]
1理论值不一定沿橡皮条方向,但单个弹簧测力计的拉力F′一定沿橡皮条方向。 2读数不准确和作图不精确都可能使F与F′不完全重合。
[答案] (1)如右栏图(a)所示 55(±2内均可) (2)(±内均可) 如左栏图(b)所示
(3)(±内均可) (4)甲
(5)①FC读数比真实值偏小;②确定力的方向不准确、作图不精确
[集训冲关]
3.(2016·浙江高考)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。如图甲所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验,在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下:
(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是______N(图乙中所示),则弹簧秤
b的读数可能为________N。
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤
b与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________(填“变大”、
“变小”或“不变”)。
解析:(1)根据胡克定律,弹簧OC伸长1.00 cm时弹簧的弹力Fc=kΔx=500××10 N= N;由题图可知弹簧秤a的读数Fa= N,根据勾股定理,Fa+Fb=Fc,解得Fb= N。
(2)改变弹簧秤b与OC的夹角时,由于保持弹簧伸长1.00 cm不变,因而Fa与Fb的合力F保持不变,根据平行四边形定则,Fa、Fb合成的平行四边形如图所示(?OAC′B),当弹簧秤b与OC的夹角变小时,其力的合成的平行四边形为?OA′C′B′,由图可知a、b两弹簧秤的示数都将变大。
2
2
2
-2
答案:(1)~ ~ (2)变大 变大
4.(2017·大连重点中学联考)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。实验时,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通过细绳拉橡皮条。
(1)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号)。
A.两根细绳必须等长
B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.用两弹簧测力计同时拉细绳时,两弹簧测力计示数应适当大一些 D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
(2)当橡皮条的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示。这时弹簧测力计a、
b的读数分别为________ N和________ N。
(3)在给出的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力,并利用作图法求出合力大小为________ N。
解析:(1)拉橡皮条的两根细绳长度不需要相等,适当长一些,标记同一细绳方向的两点离得远一些,可以减小在方向描述上的误差。弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行,以保证各拉力的方向与木板平行,这样能够在白纸上记录下各力的方向。弹簧测力计示数适当大一些可减小读数误差。选项B、C、D正确。
(2)弹簧测力计上最小一格表示 N,读数时有效数字要保留两位小数。
(3)以方格纸上一个小格的边长作为 N的标度,作出两个拉力的图示,以这两个拉力为邻边作平行四边形,则所夹的对角线就表示合力的大小和方向。量出该对角线的长度,看其是标度的多少倍,求其大小。
答案:(1)BCD (2)
(3)
4.70~均可)
突破点(三) 实验的改进与创新
[典例3] (2015·山东高考)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。 实验步骤:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即
橡皮筋的长度l)。每次将弹簧秤示数改变 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:
F/N l/cm
0 l0 ③找出②中F= N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′,橡皮筋的拉力记为FO O′。
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB。
完成下列作图和填空:
(1)利用表中数据在图中画出F-l图线,根据图线求得l0=________cm。
(2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则FOA的大小为________N。 (3)根据给出的标度,在图中作出FOA和FOB的合力F′的图示。
(4)通过比较F′与________的大小和方向,即可得出实验结论。,[由题引知·要点谨
记]
1.实验器材的创新[对应题干部分] 1将橡皮筋和弹簧秤在实验中的角色互换。 2用已知劲度系数的橡皮筋代替细绳套和两弹簧秤。 2.实验原理的创新[对应题干部分] (1)两次将秤钩的下端拉至O点,保证两次作用效果相同。 (2)秤钩上涂抹少许润滑油,橡皮筋两侧弹力大小相同,均等于橡皮筋中的弹力。 3.实验目的的创新[对应第(1)(2)题] 在验证力的平行四边形定则的实验中,同时测量橡皮筋的劲度系数和原长。

