实验三 验证力的平行四边形定则

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1、实验三验证力的平行四边形定则【实验目的】1．验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则．2．培养学生应用作图法处理实验数据和得出结论的能力．【实验原理】一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力F′就是这两个力F1和F2的合力，作出力F′的图示．再根据平行四抓纲扣本·落实基础边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否相同，若在误差允许的范围内相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则．【实验器材】方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度

2、尺、图钉(几个)、细芯铅笔．【实验过程】1．在水平桌面上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上．2．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，细绳的另一端系上细绳套．3．用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图实Ⅲ－1所示．4．用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧测力计的示数．5．用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿两条细绳的方向画直线，按一定的标度作出两个力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形，过O点的平行四边形的对角线即为合力

3、F.6．只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O，读出并记录弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度用刻度尺从O点作出这个力F′的图示．7．比较F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向，看它们在实验误差允许的范围内是否相等．8．改变F1和F2的大小和方向，再做两次实验．【误差分析】1．弹簧测力计本身的误差．2．读数误差和作图误差．3．两个分力F1、F2间夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差ΔF也越大，所以实验中不要把θ取得太大．【注意事项】1．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧

4、测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直至相同为止．2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O的位置一定要相同．3．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜．4．读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦．5．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，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点连接，即可确定力的方向．6．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度

5、要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．［例1］　在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其中的两个实验步骤分别是：A．在水平放置的方木板上固定一张白纸，用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上，另一端拴上两条细绳，通过细绳同时用两个弹簧测力计(弹簧测力计与方木板平面平行)互成角度拉橡皮条，使它与细绳的结点到达某一位置O点，在白纸上用铅笔记下O点的位置和读出两个弹簧测力计的示数F1和F2.剖题探法·突破考点考点一实验的基本操作B．只用一个弹簧测力计，通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相同，读出此时弹簧测力计的示数F′和记下细绳的方向．(1)请

6、指出以上两个步骤中的错误或疏漏：A中是________________________________________；B中是________________________________________．(2)在某次实验中，两个弹簧测力计的拉力F1、F2已在图实Ⅲ－2中画出，图中的方格每边长度表示2N，O点是橡皮条的结点，请用两个直角三角板严格作出合力F的图示，并求出合力的大小为________N.[解析](1)当用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细绳的结点到达某一位置O点时，应在白纸上用铅笔记下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数F1和F2及此时两

7、细绳套的方向．当只用一只弹簧测力计拉时，应使结点拉到同样的位置O，并记下弹簧测力计的读数和细绳的方向．(2)如图所示：[答案](1)未记下两条细绳的方向　应将橡皮条与细绳的结点拉至原来的位置O点(2)如解析图示14.2[特别提醒]对于验证力的平行四边形定则的实验，要在熟悉实验原理、掌握实验过程的基础上，理解并记忆相关的注意事项，否则就会出现错误．用作图法处理实验数据时，重在规范作图．［例2］(2012·浙江理综)在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计．(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验

8、数据如下表：用作图法求得