1、实验三 验证力的平行四边形定则,第二章 相互作用 力与平衡,实验目的 1.会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向. 2.验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.,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、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、铅笔、三角板、刻度尺、图钉(几个).,实验步骤 1.用图钉把白纸钉在水平
2、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251 3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,将橡皮条伸长到某一位置O,如图251所示,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向.,4.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,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.只用一只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和细绳的方向,用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方
3、向作出这只弹簧测力计的拉力F的图示. 6.比较一下力F与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向是否相同.,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.使用弹簧测力计前,应先调节零刻度,使用时不超量程,拉弹簧测力计时,应使弹簧测力计与木板平行.,3.在同一次实验中,橡皮条伸长时的结点位置要相同. 4.被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致,拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦. 5.读数时应正对、平视刻度. 6.两拉力F1和F2夹角不宜过小,作力的图示,标度要一致.,误差分析 1.用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、
4、细绳和测力计不在同一个平面内,这样两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小. 2.结点O的位置和两个测力计的方向画得不准,造成作图的误差.,3.两个分力的起始夹角太大,如大于120,再重做两次实验,为保证结点O位置不变(即保证合力不变),则变化范围不大,因而测力计示数变化不显著,读数误差大. 4.作图比例不恰当造成作图误差.,题型1 对基本实验原理、步骤的考查(2012福州调研)在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套.,实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮筋. (1)某同学认为,为了减小实
5、验误差,在此过程中必须注意以下几项,其中正确的是_(填入相应的字母).,A.两根细绳要尽量短一些 B.弹簧测力计的拉力应适当的大一些,但不要超出量程 C.橡皮筋应沿两绳夹角的平分线 D.使用弹簧测力计测拉力时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应在与纸面平行的平面内,(2)该同学在实验报告册中,列出了以下步骤： A.在桌上放一块方木板,用图钉把白纸钉在方木板上； B.用图钉把橡皮筋的一端固定在方木板上的A点,在橡皮筋的另一端拴上两根有细绳套的细绳；,C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋拉长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数； D.按选好的标度,用铅
6、笔和刻度尺作出两只弹簧测力计拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F；,E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮筋的结点拉到O位置,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,作出这个力F的图示； F.比较力F和F的大小和方向,看他们是否相同,得出结论.,上述步骤中,有重要遗漏的步骤序号是_和_,遗漏的内容分别是：_和_.,【解析】 (1)为减小实验误差,两根细绳要适当长一些,这样便于记录细绳的方向,A错误；弹簧测力计的拉力适当大一些,减小相对误差,B正确；橡皮筋不必与两绳夹角的平分线在同一直线上,C错误；平行四边形定则要保证三个力在同一水平面内,因此弹簧测力计必须与木板平面平行,保证力在
7、同一水平面内,D正确. (2)步骤C中未记下两条细绳的方向,就无法画出两个拉力的方向；E中应说明用同样的标度作出这个力F的图示. 【答案】 (1)BD (2)C E C中未记下两条细绳的方向 E中未说明是否用同样的标度作出这个力F的图示,【规律总结】 正确理解实验原理、造成误差的原因,并动手完成实验是解决此类问题的前提.,题型2 对实验数据处理的考查将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计,沿着两个不同的方向拉弹簧测力计,当橡皮筋的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图252所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.,图2
8、52 (1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_ N和_N.,(2)在如图253所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合 力.图253,(3)图254中甲、乙两图是两位同学得到的实验结果,其中哪一个图符合实际？若合力测量值F是准确的,则F与F有误差的原因可能是哪些？图254,【解析】 (1)弹簧测力计的最小刻度为0.1 N,读数时应估读一位,所以读数分别为2.50 N和4.00 N. (2)取一个小方格的边长表示0.50 N,作出两个力及它们的合力如图255.图255,(3)F是用一个测力计拉橡皮条所得到的,其方向一定在橡皮条所在直线上,所以乙图符合实际.误差的原因主要是弹簧测
9、力计读数误差,确定分力方向不够准确等原因. 【答案】 见解析,题型3 创新实验在“验证力的平行四边形定则”实验中： (1)部分实验步骤如下,请完成有关内 容： A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线.,B.在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图256甲所示,记录：_、_、_. C.将步骤B中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整B、C的位置,使_,记录_.,【解析】 (1)B步骤：钩码个数(或细线拉力) 橡皮筋与细线结点的位置O 细线的方向(说明：能反映细线方向的其他记录也可以) C步骤：橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合 钩码个数和对应的细线方向,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,
