长度测量弹簧弹力实验.ppt

三、验证力的平行四边形定则 一、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． 二、实验原理 实验时要用互成角度的两个力与一个力产生相同的作用效果，看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力在实验误差允许范围内是否相等，若相等，就验证了力的平行四边形定则． 三、实验器材 方木板(一块)，白纸，弹簧测力计(两个)，橡皮条(一段)，细绳(两条)，图钉(几个)，三角板，刻度尺，细芯铅笔． 四、实验步骤 1．在水平放置的木板上，用图钉固定一张白纸． 2．把橡皮条的一端固定在A点，另一端拴两根带套的细绳，细绳和橡皮条的交点叫结点． 3．在纸面离A点比橡皮条略长的距离上标出O点． 4．利用两个弹簧测力计分别沿水平方向拉两个绳套，把结点拉至O点，如图1－4－12所示，记下此时两个力F1和F2的大小及方向． 5．改用一个弹簧测力计沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至O点，记下此时力F′的大小和方向． 6．拆下弹簧测力计和橡皮条． (1)用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示，如图1－4－13所示，用平行四边形定则求出合力F. 图1－4－12 图1－4－13 (2)按同一标度作出力F′的图示． (3)比较力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，看它们在实验误差范围内是否相等． 7．改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验． 五、操作技巧及注意事项 1．正确使用弹簧测力计． (1)同一实验中的两个弹簧测力计的选取方法是：将两个弹簧测力计调零后互钩对拉，若两个弹簧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)弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下使用． (3)使用前要检查指针是否指在零刻线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差)．还需用钩码检查是否存在示值误差，若存在，应加以校正． (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． 2．规范实验操作． (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． 六、误差分析 本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等，因此，实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录．用刻度尺作图时表示两力的对边一定要平行．因两个分力F1、F2间的夹角θ越大，用平行四边形定则作出的合力F的误差ΔF就越大，所以，实验中不要把θ取得太大，但也不宜太小，以60°～100°之间为宜． 1．实验中所说的合力与两分力具有相同的效果，是指下列说法中的(　　) A．弹簧测力计的弹簧被拉长 B．固定橡皮条的图钉受拉力产生的形变 C．细绳套受拉力产生形变 D．使橡皮条在某一方向上伸长某一长度 答案：D 2．在本实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作中错误的是(　　) A．同一次实验过程，O点位置允许变动 B．在实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度 C．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点 D．实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧测力计之间的夹角应取90°不变，以便于算出合力的大小 解析：A中O点位置不允许变动，这样才可以使两次效果相同，C中不允许将测力计的拉力大小拉到最大量程，这样不便于调节，D中两测力计之间夹角可是任意的，使平行四边形定则具有一般性，故正确选项为A、C、D. 答案：ACD 题型　　理解实验原理，正确分析误差 【例1】 图1－4－14(a)、(b)是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”实验中所得到的实验结果，若用F表示两个分力F1、F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，则可以判断__________(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是尊重事实的． 图1－4－14 解析：由题设可知，F为F1和F2的合力，通过平行四边形定则所得，而F′是F1和F2的等效力，即用一个弹簧测力计拉橡皮条时的拉力，显然F′的方向与细绳