二实验三验证力的平行边形定则.pptVIP

一、实验目的 1．会使用弹簧测力计． 2．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 1．等效法：使一个力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， 所以一个力F′就是这两个力F1和F2的 合力，作出力F′的图示，如图实 －3－1所示． 2．平行四边形法：根据平行四边形定则作出力F1和F2的 合力F的图示． 3．验证：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，则验证了力的平行四边形定则． 三、实验器材 方木板、白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套 (两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个)． 四、实验步骤 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， 细绳的另一端各系上细绳套． 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－3－2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． 五、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，若两只弹簧测力计在对 拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应调整 或另换，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． 读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超 过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽 量大些． 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 1．弹簧测力计本身的误差． 2．读数误差和作图误差． 3．两分力F1、F2间的夹角θ越大，用平行四边形定则作 图得出的合力F的误差ΔF也越大． 七、实验改进 本实验用一个弹簧测力计也可以完成，具体操作如下： (1)把两条细绳中的一条细绳与弹簧测力计连接，另一 条细绳用手直接抓住，然后同时拉这两条细绳，使结点至O 点，记下两条细绳的方向和弹簧测力计的示数F1. (2)放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一细绳上，用手再同时拉这两条细绳，使结点至O点，并使两条细绳位于记录下来的方向上，读出弹簧测力计的示数F2. 其他步骤与提供两只弹簧测力计相同． 这种操作的优点是能减小因两弹簧测力计的不同而带来的误差，但实验过程稍麻烦． (2009·山东高考)某同学在家中 尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同 的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以 及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉 子，设计了如下实验： 如图实－3－3所示，将两条橡皮筋的一端分 别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物． (1)为完成实验，下述