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1、第五节实验：验证力的平行四边形法则一、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、实验原理用一个力F和两个力F1、F2分别使同一条一端固定的橡皮条伸长到某点，则它们的作用效果相同，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， 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 的大小和方向是否都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1等效法：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，如图所
2、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 (若干 ) 四、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,细绳的另一端系上细绳套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，使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O，如图所示，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的方向4.
3、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。5.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。6.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。7改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验五、数据处理1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拉力 F
4、1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2用刻度尺从O 点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4 中弹簧测力计的拉力F 的图示3比较 F与 F 是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则 六、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 60100之间为宜4实验时弹
5、簧测力计应与木板平行，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七、误差分析1弹簧测力计本身的误差2. 读数误差弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些， 读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录3. 作图误差结点 O 的位置和两个弹簧测力计的方向画得不准确，造成作图误差两个分力的起始夹角太大，
6、如大于 120 ， 再重复做两次实验， 为保证结点O 位置不变 (即保证合力不变 )，则 变化范围不大，因而弹簧测力计示数变化不显著，读数误差较大，导致作图产生较大误差作图比例不恰当、不准确等造成作图误差八、实验改进1. 本实验用一个弹簧测力计也可以完成实验，具体操作如下：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示数F1. 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. 其他步骤与提供两个弹簧测力计相同这种操作的优点是能减小因两个弹簧测力计的不同而带来的误差，但实验过程麻烦2. 实验器材的改进(1)用橡皮筋 替代弹簧秤三个相同的橡皮筋，可将三个橡皮筋系于一点，互成角度地将它们拉长，记下各自的拉力方向，伸长后的长度，并测出原长，根据伸长量确定三个拉力的大小关系，再结合力的图示作图验证平行四边形定则(2)使用力的传感器 用力传感器确定各力的大小，同时确定细绳中拉力的方向，再结合力的图示作图验证平行四边形定则(3)钩码 替代弹簧秤
