（江苏专用）2020版高考物理新增分大一轮复习 第二章 相互作用 实验二 力的平行四边形定则讲义（含解析）

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1、实验二　力的平行四边形定则1．实验目的验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则．2．实验原理等效法：使一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果相同，都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到某点，所以这个力F′就是那两个力F1和F2的合力．作出力F′的图示，再根据平行四边形定则作出力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．3．实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干个)、细芯铅笔、橡皮条、细绳套(两个)．4．实验步骤(1)用图钉把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A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．图1(3

2、)用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图1甲所示，记录弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时的两细绳套的方向．(4)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺、三角板作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．(5)只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳套的方向，用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这个弹簧测力计的拉力F′的图示．(6)比较力F′与用平行四边形定则求出

3、的合力F在大小和方向上是否相同．(7)改变两个力F1和F2的大小和夹角，再重复实验两次．5．注意事项(1)不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置．(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)不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化．(4)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，取掉细绳套后，再将所标点与O点连直线确定力的方向．(5)在同一次实验中，画力的图示所

4、选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．6．误差分析(1)弹簧测力计本身不够准确造成的误差，为此要选择比较准确的弹簧测力计．(2)弹簧测力计读数和作图造成偶然误差，需要多做几次实验，并且使两分力F1、F2的夹角适当大些．自测1　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．建立物理模型法答案　B自测2　某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图2甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．图2如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是__

5、______．答案　F′命题点一　教材原型实验例1　(2018·金陵中学等三校四模)“验证力的平行四边形定则”的实验如图3甲所示．图3(1)某同学实验操作步骤如下：①如图甲所示把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳连在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到O点，用铅笔记下O点的位置，并记下两个测力计的读数．②在纸上按比例作出两个力FOB、FOC的图示，用平行四边形定则求出合力F.③只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点，记下测力计的读数和细绳的方向，按同样比例作出这个力F′的图示(如图乙)，比较F′与用平行四边形定则

6、求得的合力F.④改变FOB和FOC的夹角和大小，重复上述过程．上述实验过程中有重要遗漏的步骤是________(填步骤序号)；图乙中，力________的图线与AO延长线重合(选填F或F′)(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项，你认为正确的有________．A．拉橡皮条的细绳套适当细一些且长一些B．实验中把橡皮条节点拉到O点时，两弹簧测力计之间的夹角为90°不变，可便于计算合力C．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板D．两根细绳必须等长，且橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上(3)如图丙，某次测量FOB、FOC大小、方向实验过程中发现，FOC读数几乎满

7、量程，而FOB读数不到量程一半(两弹簧测力计相同)，需要作适当调整，下列做法正确的是________．A．保持结点O位置不变、OB方向不变，OC逆时针转过一定的角度B．保持结点O位置不变，OB、OC逆时针转过适当的角度C．适当调整结点O远离A，OB顺时针方向、OC逆时针各转过适当角度D．适当调整结点O靠近A，OB方向可不变，OC逆时针转过一个角度答案　(1)①　F′　(2)AC　(3)D解析　(1)本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法