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1、实验 验证力的平行四边形定则第1页，本讲稿共11页一、实验目的：一、实验目的：三、实验器材二、实验原理：二、实验原理：1.会使用弹簧测力计。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。验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则。1.1.等效法等效法:一个力一个力F F 的作用效果和两个力的作用效果和两个力F F1 1、F F2 2的作用效果都是让同一条一端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固定的橡皮条伸长到同一点,所所以力以力F F 就是这两个力就是这两个力F F1 1和和F F2 2的合力的合力,作作出力出力F F 的图示的图示,如图所示。如图所示。2.
2、2.平行四边形法平行四边形法:根据平行四边形定则作出力根据平行四边形定则作出力F F1 1和和F F2 2的合力的合力F F的图示。的图示。3.3.验证验证:比较比较F F和和F F 的大小和方向是否相同的大小和方向是否相同,若在误差允许的范围内相同若在误差允许的范围内相同,则则验证了力的平行四边形定则验证了力的平行四边形定则.第2页，本讲稿共11页三、实验器材三、实验器材四、实验步骤四、实验步骤方木板方木板,白纸白纸,弹簧测力计弹簧测力计(两个两个),),橡皮条橡皮条,细绳套细绳套(两个两个),),三角板三角板,刻度尺刻度尺,图图钉钉(几个几个).).1.1.在水平桌面上平放一块方木板在水平
3、桌面上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸固定在方木用图钉把白纸固定在方木板上。板上。第3页，本讲稿共11页2.2.用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A A点点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细细绳的另一端各系上细绳套。绳的另一端各系上细绳套。3.用两个弹簧测力计分别钩住两细绳套用两个弹簧测力计分别钩住两细绳套,互成角度地拉橡皮条互成角度地拉橡皮条,将结点将结点拉到某一位置拉到某一位置O,如图所示。如图所示。4.用铅笔记下用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向点的位置和两条细绳的方向,读出并记录两个弹
4、簧测力计的示读出并记录两个弹簧测力计的示数。数。5.用铅笔和刻度尺在白纸上从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点沿着两条细绳的方向画直线,按一定的标度按一定的标度作出两个力作出两个力F1和和F2的图示的图示,并以并以F1和和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形,过过O点的平行四边形的对角线即为合力点的平行四边形的对角线即为合力F。第4页，本讲稿共11页6.只用一个弹簧测力计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通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O,读出并记读出并记录弹簧测力计的示数录弹簧测力计的示数,记下细绳的方向记下细
5、绳的方向,按同一标度用刻度尺从按同一标度用刻度尺从O点作出这个力点作出这个力F的图示的图示.7.比较比较F与用平行四边形定则求出的合力与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向的大小和方向,看它们在实验误差允许的范看它们在实验误差允许的范围内是否相等围内是否相等.8.改变改变F1和和F2的大小和方向的大小和方向,再做两次实验再做两次实验.五、注意事项五、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勾对拉将两只弹簧测力计调零后互勾对拉,若两只弹簧测力计在对拉过程中若两只弹簧测力计在对拉过程中,读数相同读数相同,则可选则可选;若
6、读数不同若读数不同,应另换应另换,直至相同为止直至相同为止.第5页，本讲稿共11页2.在同一次实验中在同一次实验中,使橡皮条拉长时使橡皮条拉长时,结点结点O位置一定要相同位置一定要相同.3.用两只弹簧测力计勾住绳套互成角度地拉橡皮条时用两只弹簧测力计勾住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太夹角不宜太大也不宜太小小,在在60100之间为宜之间为宜.4.读数时应注意使弹簧测力计与木板平行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并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上线上,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避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计
7、的限位卡之间有摩擦.读数时眼睛读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度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,拉力的数值拉力的数值尽量大些尽量大些.5.细绳套应适当长一些细绳套应适当长一些,便于确定力的方向便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线不要直接沿细绳套的方向画直线,应应在细绳套末端用铅笔画一个点在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉细绳套后去掉细绳套后,再将所标点与再将所标点与O点连接点连接,即可确定力的即可确定力的方向方向.第6页，本讲稿共11页6.在同一次实验中在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同画力的图示所选定的
8、标度要相同,并且要恰当选取标度并且要恰当选取标度,使所作力使所作力的图示稍大一些的图示稍大一些.六、误差分析六、误差分析1.弹簧测力计本身的误差弹簧测力计本身的误差.2.读数误差和作图误差读数误差和作图误差.3.两分力两分力F1、F2间的夹角间的夹角越大越大,用平行四边形定则作图得出的合力用平行四边形定则作图得出的合力F的误差也越大的误差也越大.教材例题第7页，本讲稿共11页例例1 1、在做、在做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验中实验中,若由于若由于F F1 1的误差使的误差使F F1 1与与F F2 2的合力的合力F F方方向略向左偏向略向左偏,如图所示如图所示,但但F
9、F大于等于大于等于F F,引起这一结果的原因可能是引起这一结果的原因可能是F F1 1的大小比的大小比真实值偏真实值偏,F F1的方向使它与的方向使它与F F2的夹角比真实值偏的夹角比真实值偏 .大大大大第8页，本讲稿共11页(1)本实验采用的科学方法是（）变式演练：变式演练：在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,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.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(2)图乙中的F与F两力中,方向一定沿AO方向的是.FB第9页，本讲稿共11页例例2.(2011江苏高考江苏
10、高考)某同学用如图所示的实验装置验证某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则力的平行四边形定则”.弹簧弹簧测力计测力计A挂于固定点挂于固定点P,下端用细线挂下端用细线挂一重物一重物M.弹簧测力计弹簧测力计B的一端用细线系于的一端用细线系于O点点手持另一端向左拉手持另一端向左拉,使结点使结点O静止在某位置静止在某位置.分分别出弹簧测力计别出弹簧测力计A和和B的示数的示数,并在贴于竖直木并在贴于竖直木板白纸上记录板白纸上记录O点的位置和拉线的方向点的位置和拉线的方向.(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中图中A的示数为的示数为N.3.6(3)某次实
11、验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请您提出两个解决办法.第10页，本讲稿共11页(2)下列不必要的实验要求是下列不必要的实验要求是(请填写选项前对应的字母请填写选项前对应的字母).A.应测量重物应测量重物M所受的重力所受的重力B.弹簧测力计应在使用前校零弹簧测力计应在使用前校零C.拉线方向应与木板平面平行拉线方向应与木板平面平行D.改变拉力改变拉力,进行多次实验进行多次实验,每次都要使每次都要使O点静止在同一位置点静止在同一位置D(3)某次实验中某次实验中,该同学发现弹簧测力计该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程的指针稍稍超出量程,请您提出两个解决办法。请您提出两个解决办法。改变弹簧测力计改变弹簧测力计B的方向或减小重物的方向或减小重物M的质量的质量方案方案:第11页，本讲稿共11页