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时间:2018-11-14
《3.4力的合成实验》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、3.4实验:探究共点力的合成一、【实验目的】探究两个共点力的合成。二、【实验原理】:力的平行四边形定则是本实验的原理,由它求出两分力的合力F’再将F’与由实验求出的F1和F2的合力F进行比较,从而验证平行四边形定则。三、【实验器材】木板、图钉、白纸、橡皮筋、弹簧测力计(2个)、刻度尺、量角器、细绳套(两个)、细芯铅笔。四、【实验探究】下面我们通过实验探究一下两个共点力的合力大小与分力的关系。AO图(1)1、实验步骤:1)用图钉把白纸固定在水平桌面的方木板上。2)用图钉把橡皮条的一端固定在A点上,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。3)用两个弹簧秤分别勾住细绳套,互成角度地拉橡皮条,将节点拉到
2、某一位置O,如图(1),记录两弹簧秤的读数(F1、F2力的大小),用铅笔描下O点位置及此时两条细绳套的方向(力的方向)。4)去掉一个测力计,只用一个弹簧秤勾住细绳套,把橡皮条的节点拉到同一位置O,记下此时秤的示数F及细绳的方向。5)取下白纸,用铅笔和刻度尺从O点沿两条细绳方向画直线,按一定比例,用有向线段在纸上画出F1、F2和F。以F1和F2为邻边作平行四边形,F1与F2之间的对角线用F′表示。6)比较F′与F的大小和方向(F′与F之间的夹角记为Δθ)。7)改变F1和F2的大小和夹角,重复以上实验,将结果填入下列表格中。第4页共4页表(1)探究力的合成试验次数F1F1F′FΔF=F’-
3、F(N)1234结论:(1)、两个或多个分力的作用效果与一个力的作用效果相同。(2)、两个或多个力的合成遵循平行四边形定则。(3)、F和F′在误差范围内重合。2、注意事项:1)弹簧秤选取方法是:将两只弹簧秤调零厚互钩水平对拉,若两只弹簧秤在对拉过程中读数相同,则可选;若读数不同,应另换,直到相同为止。2)实验前,首先检查指针是否在零刻度线上,若不在应校正零位(无法校正的,要记录零误差)。实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,使用时不能超过弹性限度,读数时应正对、平视刻度,估读到最小刻度的下一位。3)不要用老化橡皮筋检查方法时用一个弹簧拉橡皮筋,要反复做几次使橡皮筋拉到相同的尺度,看弹簧秤示
4、数有无变化。4)不要直接以橡皮筋端点为节点。可拴一细绳连两细绳套,以三绳交点为节点,且节点应小点,以便准确记录O点位置。5)细绳套应适当长些,便于确定力的方向,不要直接沿细绳套方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉细绳套后,再将所标点与O点连线用来确定力的方向。OF1F2F’F6)本次实验中,以橡皮条的伸长(节点到达某一位置)来衡量力的作用效果,因此,在同一次实验中应使两种情况下节点到达同一位置。7)第4页共4页画力的图示时,标度的选取应恰当,要严格按几何作图法求合力。3、数据处理及误差分析以F1、F2为邻边作平行四边形,并作出对角线F’与F比较,如右图。F和F′在误差范围内重
5、合。本实验的主要误差来源于读数、作图,此外还有弹簧秤本身的误差,因此,首先应检查弹簧秤的零点是否准确,在实验中拉细绳时必须与木板平行,读数时眼睛一定要正对刻度,按有效数字记录示数,作图时要准确,两个分力F1和F2间夹角不能太大或太小,要按实验的要求进行操作、读数、作图,即使存在误差,也应该是正常的,不能用数据拼凑使实验非常完美,也不能只用特殊角度而不管其一般性。【合作探究】【例题】将下述实验步骤按正确顺序用数字排列应是_____。(1)在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示,根据平行四边形定则作图求出合力F.(2)只用一只弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置.(3)记下两弹簧
6、秤读数,描出两力的方向.(4)在水平放置的木板上,垫一张白纸,把橡皮条的一端固定板上A点,用两条细绳连接在橡皮条的另一端,通过细绳同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与细绳的连接点到达某一位置、并记下此位置.(5)记下弹簧秤的读数F和细绳方向,按同一比例做出这个力的图示.比较这个实测合力和按平行四边形法则求出的合力F,看它们的大小和方向是否相同.(6)改变两弹簧秤拉力的大小和方向,重做两次实验,从实验得出结论.【当堂检测】1.在《探究共点力合成的规律》的实验中,某同学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与OC为细绳,(1)图乙是在白纸上根
7、据实验结果画出的力的图示,则下列说法中正确的是()A.图乙中力F是力F1和F2合力的理论值,F′是力F1和F2合力的实际测量值第4页共4页B.图乙中F′是力F1和F2合力的理论值,F是力F1和F2合力的实际测量值C.在实验中,如果将细绳换成橡皮条,那么对实验结果没有影响D.在实验中,如果将细绳换成橡皮条,那么对实验结果有较大的影响(2)本实验采用的科学方法是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(3)关于本实验,下列说法中
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