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1、实验三验证力的平行四边形定则实验三验证力的平行四边形定则知识要点归纳知识要点归纳实验目的实验目的1会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向2验证互成角度的两个力合成时的平行四边形验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则定则实验原理实验原理一个力一个力F的作用效果和两个力的作用效果和两个力F1、F2的作用效果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，都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力所以力F就是这两个力就是这两个力F1和和F2的合力，作出力的合力，作出力F的图示再根据平行四边形定则作出力的图示再根据平行四边形定则作出力F1和和F2的的
2、合力合力F的图示，比较的图示，比较F和和F的大小和方向是否相的大小和方向是否相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵同，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循平行四边形定则实验器材实验器材方木板、白纸、弹簧测力计方木板、白纸、弹簧测力计(两只两只)、橡皮条、橡皮条、细绳套细绳套(两个两个)、铅笔、三角板、刻度尺、图钉、铅笔、三角板、刻度尺、图钉(几个几个)过程分析导引过程分析导引一、实验步骤一、实验步骤1用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上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用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的点，橡皮条的另一端拴上两个细绳
3、套另一端拴上两个细绳套3用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将橡皮条伸长到某一位置度地拉橡皮条，将橡皮条伸长到某一位置O，如，如图图251所示，记录两弹簧测力计的读数，用所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向点的位置及此时两细绳套的方向图图2514用铅笔和刻度尺从结点用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，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读数按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和和F2的图示，并以的图示，并以F1和和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，为邻边用刻度尺作平行
4、四边形，过过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示的图示5只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺从绳的方向，用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力方向作出这只弹簧测力计的拉力F的图示的图示6比较一下力比较一下力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的大小和方向是否相同的大小和方向是否相同二、注意事项二、注意事项1不要直接以橡皮条端点
5、为结点，可拴一短细绳不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点以便准确地记录结点O的位置的位置2使用弹簧测力计前，应先调节零刻度，使用时使用弹簧测力计前，应先调节零刻度，使用时不超量程，拉弹簧测力计时，应使弹簧测力计与不超量程，拉弹簧测力计时，应使弹簧测力计与木板平行木板平行3在同一次实验中，橡皮条伸长时的结点位置要在同一次实验中，橡皮条伸长时的结点位置要相同相同4被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦拉动时弹簧不可与外
6、壳相碰或摩擦5读数时应正对、平视刻度读数时应正对、平视刻度6两拉力两拉力F1和和F2夹角不宜过小，作力的图示，夹角不宜过小，作力的图示，标度要一致标度要一致三、误差分析三、误差分析1用两个测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和用两个测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内，这样两个测力计的测力计不在同一个平面内，这样两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小2结点结点O的位置和两个测力计的方向画得不准，的位置和两个测力计的方向画得不准，造成作图的误差造成作图的误差3两个分力的起始夹角两个分力的起始夹角太大，如大于太大，如大于120，再重
7、，再重做两次实验，为保证结点做两次实验，为保证结点O位置不变位置不变(即保证合力不即保证合力不变变)，则，则变化范围不大，因而测力计示数变化不显变化范围不大，因而测力计示数变化不显著，读数误差大著，读数误差大4作图比例不恰当造成作图误差作图比例不恰当造成作图误差实验典例精析实验典例精析题型一题型一对基本实验原理、步骤的考查对基本实验原理、步骤的考查(2011年福建调研年福建调研)在在“验证力的平行四边验证力的平行四边形定则形定则”实验中，需要将橡皮筋的一端固定在实验中，需要将橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套实验中需用
8、两个弹簧测力计分一端都有绳套实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮筋别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮筋(1)某同学认为，为了减小实验误差，在此过程某同学认为，为了减小实验误差，在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是中必须注意以下几项，其中正确的是_(填入相应的字母填入相应的字母)例例例例1 1A两根细绳要尽量短一些两根细绳要尽量短一些B弹簧测力计的拉力应适当的大一些，但不要超弹簧测力计的拉力应适当的大一些，但不要超出量程出量程C橡皮筋应沿两绳夹角的平分线橡皮筋应沿两绳夹角的平分线D使用弹簧测力计测拉力时，弹簧测力计、橡皮使用弹簧测力计测拉力时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应在与纸
9、面平行的平面内筋、细绳应在与纸面平行的平面内(2)该同学在实验报告册中，列出了以下步骤：该同学在实验报告册中，列出了以下步骤：A在桌上放一块方木板，用图钉把白纸钉在方木在桌上放一块方木板，用图钉把白纸钉在方木板上；板上；B用图钉把橡皮筋的一端固定在方木板上的用图钉把橡皮筋的一端固定在方木板上的A点，点，在橡皮筋的另一端拴上两根有细绳套的细绳；在橡皮筋的另一端拴上两根有细绳套的细绳；C用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋拉长，结点到达某一位置橡皮筋，使橡皮筋拉长，结点到达某一位置O，记录，记录下下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数
10、；点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计拉力力计拉力F1和和F2的图示，并用平行四边形定则求出的图示，并用平行四边形定则求出合力合力F；E只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮筋的结只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮筋的结点拉到点拉到O位置，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，位置，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，作出这个力作出这个力F的图示；的图示；F比较力比较力F和和F的大小和方向，看他们是否相同，的大小和方向，看他们是否相同，得出结论得出结论上上述述步步骤骤中中，有有重重要要遗遗漏漏的的步步骤骤序序号
11、号是是_和和_， 遗遗 漏漏 的的 内内 容容 分分 别别 是是 ： _和和_【解解析析】(1)为为减减小小实实验验误误差差，两两根根细细绳绳要要适适当当长长一一些些，这这样样便便于于记记录录细细绳绳的的方方向向，A错错误误；弹弹簧簧测测力力计计的的拉拉力力适适当当大大一一些些，减减小小相相对对误误差差，B正正确确；橡橡皮皮筋筋不不必必与与两两绳绳夹夹角角的的平平分分线线在在同同一一直直线线上上，C错错误误；平平行行四四边边形形定定则则要要保保证证三三个个力力在在同同一一水水平平面面内内，因因此此弹弹簧簧测测力力计计必必须须与与木木板板平平面面平平行行，保保证证力力在同一水平面内，在同一水平面
12、内，D正确正确(2)步骤步骤C中未记下两条细绳的方向，就无法画出中未记下两条细绳的方向，就无法画出两个拉力的方向；两个拉力的方向；E中应说明用同样的标度作出中应说明用同样的标度作出这个力这个力F的图示的图示【答案答案】(1)BD(2)CEC中未记下两条细中未记下两条细绳的方向绳的方向E中未说明是否用同样的标度作出这中未说明是否用同样的标度作出这个力个力F的图示的图示【规规律律总总结结】正正确确理理解解实实验验原原理理、造造成成误误差差的的原因，并动手完成实验是解决此类问题的前提原因，并动手完成实验是解决此类问题的前提题型二题型二对实验数据处理的考查对实验数据处理的考查将橡皮筋的一端固定在将橡皮
13、筋的一端固定在A点，另一端拴上两点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小、最小刻度为刻度为0.1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，点时，两根细绳相互垂直，如图两根细绳相互垂直，如图252所示这时弹簧所示这时弹簧测力计的读数可从图中读出测力计的读数可从图中读出例例例例2 2图图252(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为别为_N和和_N.(2)在如图在如图253所示的方格纸上按作图法的所示的方
14、格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力要求画出这两个力及它们的合力图图253(3)图图254中甲、乙两图是两位同学得到的实验中甲、乙两图是两位同学得到的实验结果，其中哪一个图符合实际？若合力测量值结果，其中哪一个图符合实际？若合力测量值F是准确的，则是准确的，则F与与F有误差的原因可能是哪些？有误差的原因可能是哪些？图图254【解解析析】(1)弹弹簧簧测测力力计计的的最最小小刻刻度度为为0.1N，读读数时应估读一位，所以读数分别为数时应估读一位，所以读数分别为2.50N和和4.00N.(2)取一个小方格的边长表示取一个小方格的边长表示0.50N，作出两个力及，作出两个力及它们的合力如图它
15、们的合力如图255.(3)F是用一个测力计拉橡皮条所得到的，其方向是用一个测力计拉橡皮条所得到的，其方向一定在橡皮条所在直线上，所以乙图符合实际一定在橡皮条所在直线上，所以乙图符合实际误差的原因主要是弹簧测力计读数误差，确定分误差的原因主要是弹簧测力计读数误差，确定分力方向不够准确等原因力方向不够准确等原因图图255【答案答案】见解析见解析题型三题型三创新实验创新实验在在“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：(1)部分实验步骤如下，请完成有关内容：部分实验步骤如下，请完成有关内容：A将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线平整木板上，另一端绑上两根细线B在其中一根细线上挂上在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图使橡皮筋拉伸，如图256甲所示，记录：甲所示，记录：_、_、_.例例例例3 3图图256C将将步步骤骤B中中的的钩钩码码取取下下，分分别别在在两两根根细细线线上上挂挂上上4个个和和3个个质质量量相相等等的的钩钩码码，用用两两光光滑滑硬硬棒棒B、C使使两两细细线线互互成成角角度度，如如图图乙乙所所示示，小小心心调调整整B、C的位置，使的位置，使_，记录，记录_
