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1、实验三 验证力的平行四边形定则一、实验目的：1验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则2通过验证力的平行四边形定则，培养学生用图象法处理实验数据，并得出结论的能力二、实验原理：使F的作用效果以及F1和F2的作用效果都是使橡皮条伸长到某点，所以F为F1和F2的合力，作出F的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F、F在实验误差允许的范围内是否大小相等方向相同三、实验器材：方木板一块，白纸，弹簧秤两个，橡皮条，细绳套两个，三角板，刻度尺，图钉几个，铅笔四、实验步骤：图11如图1所示，在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上2用图钉图钉 把橡皮
2、条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端挂上两条细绳细绳 ，细绳细绳 的另一端系着绳绳套3用两个弹弹簧秤分别钩别钩 住绳绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长长，结结点到达某一位置O.4用铅铅笔记记下O点的位置和两条细绳细绳 的方向，读读出并记录记录 两个弹弹簧秤的示数5用铅铅笔和刻度尺在白纸纸上从O点沿着两条细绳细绳 的方向画直线线，按着一定的标标度作出两个力F1和F2的图图示，用平行四边边形定则则求出合力F.6只用一个弹弹簧秤，通过细绳过细绳 把橡皮条的结结点拉到同样样位置O，读读出并记录弹记录弹 簧秤的示数，记记下细绳细绳 的方向，按同一标标度作出这这个力F的图图示7比较较力F与合力F
3、的大小和方向，看它们们在实验实验误误差允许许的范围围内是否相等8改变变两个分力的大小和夹夹角，再做两次实验实验 五、注意事项：1两只弹簧秤在使用前应检查、校正零点，检查量程和最小刻度单位，将两弹簧秤钩好后对拉，若两只弹簧秤在拉的过程中，读数相同，则可选用，若不同，应另换，直至相同为止使用弹簧秤时应与板面平行2实验过程中，在使用弹簧秤的时候，要注意使弹簧秤与木板平面平行3选用的橡皮条应富有弹性，能发生弹性形变，同一次实验中，橡皮条拉长后的结点O的位置必须保持不变4在满满足合力不超过弹过弹 簧秤量程及橡皮条形变变不超过弹过弹 性限度的条件下，应应使拉力尽量大一些，以减小误误差5画力的图图示时时，应
4、选应选 定恰当的单单位长长度作为标为标 度；作力的合成图时图时 ，应应尽量将图图画得大一些，但也不要太大而画出纸纸外，要严严格按力的图图示要求和几何作图图法作出合力6由作图图法得到的F和实际测实际测 量得到的F不可能完全符合，但在误误差允许许范围围内可以认为认为 F与F符合即可题题型一 实验实验 操作和原理应应用例1 在做“互成角度的两个力的合力”实验时实验时 ，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹弹簧测测力计计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作错误错误 的是 ( )A同一次实验过实验过 程中，O点位置允许变动许变动B实验实验 中，弹弹簧测测力计计必须须保持与木板平行，读读数时视线时视
5、线 要正对弹对弹 簧测测力计计的刻度C实验实验 中，先将其中一个弹弹簧测测力计计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节调节 另一个弹弹簧测测力计计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点D实验实验 中，把橡皮条的另一端拉到O点时时，两个弹弹簧测测力计计之间夹间夹 角应应取90，以便于算出合力的大小解析 实验中有严格的要求：(1)结点O不允许移动(2)弹簧测力计不要达到最大量程，因为一个达到最大，另一个将不好调整(3)两个弹簧测力计的拉力夹角不易过大，也不易过小，取90也可以，并不是必须取90.答案 ACD如图图2所示是甲、乙两位同学在“验证验证 力的平行四边边形定则则”的实验实验 中所得到的实验
6、结实验结 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，则则可以判断_(填“甲”或“乙”)同学的实验结实验结 果是尊重事实实的图图2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，即用一只弹簧测力计拉橡皮条时的拉力，显然F的方向应在细线的方向上因甲同学F的方向与细绳在同一直线上，故甲同学是尊重事实的本题解答的焦点在F的方向的确定上两位同学的实验结果都有误差，这是正常的，但乙同学很明显在F的方向的确定上违背了实验的要求，作图是错误的答案：甲1在验证验证 力的平行四边边形定则则的实验实验 中，下列哪些方法可减小实验误实验误 差 ()A
7、两个分力F1、F2间间的夹夹角要尽量大些B两个分力F1、F2的大小要适当大些C拉橡皮条的细绳细绳 要稍长长一些D实验实验 中，弹弹簧秤必须须与木板平行，读读数时视线时视线 要正对弹对弹 簧秤刻度解析：如果两个分力F1、F2的大小适当大些，则两个分力测量的相对误差就会小一些，结果就会准确一些拉橡皮条的细绳稍长一些，则画出的力的方向就准确些，误差就小些实验中，弹簧秤与木板平行，读数时视线正对弹簧秤刻度，可以减小测量力时的误差答案：BCD图图32如图图3所示，在“共点力合成”实验实验 中，橡皮筋一端固定于P点，另一端连连接两个弹弹簧秤，分别别用力F1与F2拉两个弹弹簧秤，使这这端拉至O点，若要这这端
8、始终终位于O点，但使F2大小不变变地沿顺时针转过顺时针转过 某一小角度，相应应地使F1的大小及图图中角作以下的哪些变变化是可能的 ( )A增大F1的同时时增大角B增大F1的同时时保持角不变变C增大F1的同时时减小角D减小F1的同时时减小角解析：若要这端始终位于O点，就是要求F1、F2的合力不变，本题可以将各选项一一画图验证，得到ABC正确答案：ABC图图43.在“研究两个共点力合成”的实验实验 中，假如作用于同一点的两个分力在保持大小不变变的条件下完成共点力合成实验实验 ，由实验实验 数据得到如图图4所示合力F与两分力F1、F2间夹间夹 角的关系图线图线 ，则则有F1_，F2_.答案：30 N
9、 40 N4.(2010.江苏盐苏盐 城模拟拟)某同学做“验证验证 力的平行四边边形定则则”实验实验 中，主要步骤骤是 ( )A在桌上放一块块方木板，在方木板上铺铺一张张白纸纸，用图钉图钉 把白纸钉纸钉 在方木板上；B用图钉图钉 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 ，细绳细绳 的另一端系着绳绳套；C用两个弹弹簧秤分别钩别钩 住绳绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条拉长长，结结点到达某一位置O，记录记录 下O点的位置，读读出两个弹弹簧秤的示数；D按选选好的标标度，用铅铅笔和刻度尺作出两只弹弹簧秤 的拉力F1和F2的图图示，并用平行四边边形定则则求出合力F； E只用一只
10、弹弹簧秤，通过细绳过细绳 套拉橡皮条使其伸长长 ，读读出弹弹簧秤的示数，记记下细绳细绳 的方向，按同一标标度作出 这这个力F的图图示； F比较较力F和F的大小和方向，看它们们是否相同，得 出结论结论 上述步骤骤中：有重要遗遗漏的步骤骤的序号是_ 和_； 遗遗漏的内容分别别是_和_。 答案：C E C中未记下两条细绳的方向 E中 未说明是否把橡皮条的结点拉到了O位置5某同学在做“验证验证 力的平行四边边形定则则”实验时实验时，利用坐标纸记标纸记 下了橡皮绳绳的结结点位置O，以及两个弹弹簧测测力计计拉力的大小和方向，如图图5所示(1)试试在图图中作出无实验误实验误 差情况下橡皮绳绳此时时的拉力示意
11、图图，并用F3表示该该力图图5(2)有关此实验实验 ，下列叙述正确的有 ( )A两个弹弹簧测测力计计的拉力可以同时时比橡皮绳绳的拉力大B橡皮绳绳的拉力是合力，两个弹弹簧测测力计计的拉力为为分力C两次拉橡皮绳时绳时 ，需将橡皮绳结绳结 点拉到同一位置O，这样这样 做的目的是保证证两次弹弹簧测测力计计拉力的效果相同D若只增大某一个弹弹簧测测力计计的拉力大小而要保证证橡皮绳结绳结 点的位置不变变，只需调调整另一个弹弹簧测测力计计拉力的大小即可解析：注意实线与虚线，并且要体现作图的过程，即必须先画出F1，F2的合力F，然后再由平衡条件画出F3.答案：(1)如图6所示 (2)AC图图66将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳细绳，每根细绳细绳 分别连别连 着一个量程为为5 N、最小刻度为为0.1 N的弹弹簧测测力计计沿着两个不同的方向拉弹弹簧测测力计计当橡皮筋的活动动端拉到O点时时，两根细绳细绳 相互垂直，如图图7所示这时弹这时弹 簧测测力计计的读读数可从图图中读读出图图7 图图8(1)由图图可读读得两个相互垂直的拉力的大小分别为别为_N和_N(只需读读到0.1 N)(2)在方格纸纸(见图见图 8)上按作图图法的要求画出这这两个力及它们们的合力答案：(1)2.5 4.0 (2)见图9图9
