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1、实验三验证力的平行四边形定则一、实验目的验证力的平行四边形定则二、实验原理一个力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，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则三、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)、细芯铅笔四、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A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套五、数据处理1用铅笔和刻度
2、尺从结点O沿两细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1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只用一只弹簧测力计时的拉力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、误差分析1读数误差减小读数误差的方法：选择相同的弹簧测力计并调整好零刻度；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2作图误差减小作图误差的方法：作图时要画准结点O的位置和两个测力计的方向两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行
3、四边形定则作出的合力F的误差F就越大，所以实验时不要把F1、F2间的夹角取得太大；作图比例要恰当七、注意事项1在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同2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6090之间为宜3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和弹簧测力计的限位孔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个点，去掉细绳套后，再将所标点
4、与O点连接，即可确定力的方向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例1 (2015荔湾区模拟) 在“验证力的平行四边形定则”实验中，如图2甲用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与细绳套的结点伸长到某一位置O点(1)必须记录的是()A橡皮条固定端的位置B描下O点位置和两条细绳套的方向C橡皮条伸长后的总长度D两个弹簧测力计的读数(2)在该实验中，两个弹簧测力计和一个弹簧测力计的作用效果相同，这里作用效果是指()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到某一长度
5、(3)做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图2乙所示的图，其中O为橡皮条与细绳套的结点，图中的_是F1和F2的合力的理论值；_是F1和F2的合力的实际测量值解析(1)先用两个绳套将结点拉到O点，记下两条绳的方向和两个分力的大小，再求出其合力大小，然后与一个弹簧拉橡皮筋时的拉力大小进行比较，最后得出结论，故需要记录的是两弹力的大小和方向即两细绳的方向，故AC错误，BD正确(2)在“探究力的平行四边形定则”的实验中，采用了“等效法”，即要求两次拉橡皮筋到同一点O，从而是橡皮筋产生的形变大小和方向都相同，故ABC错误，D正确(3)合成的理论是平行四边形定则，故合力的理论值为F；合力的实际值应通过实验
6、直接测量，不需要用平行四边形定则理论，故实际值为F.(1)为完成该实验，下述操作中不需要的是_a测量细绳的长度b测量橡皮筋的原长c测量悬挂重物后橡皮筋的长度d记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_解析(1)用橡皮筋验证平行四边形定则需要测量的是三条橡皮筋的伸长量及其拉伸的方向，与细绳的长度无关，故上述操作中a不需要，b和c是需要的；为了确保力的合成的等效性，悬挂重物后结点O的位置必须相同，所以上述操作中的d也是必需的(2)因为钉子的位置已固定，为了继续进行实验，可改变重物的质量再次进行验证答案(1)a(2)更换不同的小重物例3(2013
7、广东二模)请完成“验证力的平行四边形定则”实验的相关内容如图4a，铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在A点，另一端拴两个细绳套如图4b，用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点，记下此时测力计的示数F1和F2，及_如图4c，用一个弹簧测力计拉橡皮条，把绳与橡皮条的结点拉到O点，记下此时测力计的示数F_N和细绳的方向6.等效法等效法和作图法和作图法如图4d，已按一定比例作出了F1、F2和F的图示，请用作图方法作出F1和F2的合力F.拉力F与F大小相等，方向略有偏差，如果此偏差仅由F1引起，则原因是F1的大小比真实值偏_、F1与F2的夹角比真实夹角偏_(填“大”
8、或“小”)解析力是矢量，故还要记录两个力的方向，即两细绳的方向；弹簧测力计读数时要读到最小刻度的下一位答案两条细绳的方向3.00如右图所示大大命题意图本题考查“验证力的平行四边形定则”和“测定电源电动势和内阻”的学生实验，意在考查考生对实验的掌握情况例4(2013茂名二模)验证“力的平行四边形定则”实验如图5甲所示，A为固定橡皮的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB、OC为细绳，图5乙是在白纸上根据实验结果画出的图图甲中弹簧测力计B的读数为_N；图乙中的F和F两力中，方向一定沿OA方向的是_；本实验采用的科学方法是_A理想实验法B等效替代法C控制变量法D建立物理模型法解析F为用一个弹簧测力计拉橡
9、皮条至O点时的力，故其方向一定沿OA；本实验采用的是等效替代法，即两个力的效果与一个力的效果相同，B项正确答案11.40FB命题意图考查验证“力的平行四边形定则”实验，意在考查学生对力学实验的掌握情况跟踪训练在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图6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(1)图6乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法中正确的是()A图乙中的F是力F1和F2合力的理论值，F是力F1和F2合力的实际测量值B图乙中的F是力F1和F2合力的理论值，F是力F1和F2合力的实际测量值C在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果没有影响D在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响(2)本实验采用的科学方法是_(填字母代号)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【答案】(1)BC(2)B【解析】(1)从题图乙中可以看出，F是根据平行四边形定则作出的理论值，F是合力的实际测量值；本实验用两个弹簧秤拉橡皮条和一个弹簧秤拉橡皮条效果相同，都使结点O到达同一位置，至于OB、OC是细绳还是橡皮条对实验没有影响，故B、C正确(2)本实验采用的科学方法是等效替代法，B项正确.
