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1、第第6课实验：验证力的平行四边形定则课实验：验证力的平行四边形定则 第二单元第二单元 实验与探究一、实验目的验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则二、实验原理如果F1和F2的共同作用效果与另一个力F的作用效果相同(橡皮条在某一方向伸长一定的长度)，那么根据F1、F2用平行四边形定则求出的合力F，应与F在实验误差允许的范围内大小相等、方向相同三、实验器材方木板一块、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并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2用两只弹簧测力计分别钩住细
2、绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置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套的方向3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O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向4用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数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5用刻度尺从O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F的图示6比较一下，力F与用平行四边形定则求出的合力F在误差范围内大小和方向上是否相同7改变两个力F1与F2的大小和
3、夹角，再重复实验两次五、注意事项1在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同2用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60100之间为宜3在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内的前提下，测量数据应尽量大一些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方向画直线，应在细绳套两端画个投影点，去掉细绳套后，连直线确定力的方向5在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些【例1】某同学做“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与OC为细绳图乙是在白纸
4、上根据实验结果画出的图(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_实验原理和步骤的考查 (2)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(3)实验时，主要的步骤是：A在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B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，细绳的另一端系着绳套；C用两只弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置，读出两只弹簧测力计的示数；D按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四
5、边形定则求出合力F；E只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；F比较F与F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论上述步骤中：有重要遗漏的步骤的序号是_和_；遗 漏 的 内 容 分 别 是 _和_解析：(1)由一只弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而根据平行四边形定则作出的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F.(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故B项正确(3)根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E两项在
6、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同一位置O.答案：(1)F(2)B(3)CEC中应加上“记下两条细绳的方向”E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”方法点窍理解实验原理和实验过程中每一步的设计原则是正确完成实验的前提，本实验中的许多知识同学们都要在亲手实验的基础上通过记忆进行学习，没有什么特别的捷径数据处理与误差分析【例2】在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图所示)实验中需用两只弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.(1)某同学在做该实验时认
7、为：A拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好B拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些D拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是_(填入相应的字母)(2)若两只弹簧测力计的读数均为4 N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则_(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是_解析：(1)为便于确定拉力的方向，绳应细且长一些，实验时应使橡皮条、弹簧测力计、细绳与木板平行，拉力不能太小，故A、B、C三项正确拉力F1和F2的夹角越大，合力越小，作图时相对误差越大，故D项错正确的选项为A、B、
8、C三项(2)若两只弹簧测力计的读数均为4 N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则其合力为4 N5 N，故不能用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力答案：(1)A、B、C(2)不能量程太小从实验方法改进的角度考查【例3】 某同学用如下图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O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N，图中A的示数为_N.(2)下列不必要的实验要求是_(请填写选项前对应的
9、字母)A应测量重物M所受的重力B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D改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中，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审题突破：本题考查“验证力的平行四边形定则”这一实验，实验原理来源于课本解析：(1)由题图知，弹簧测力计A的分度值为0.2 N，读数为3.6 N.(2)验证力的平行四边形定则，一定要记好合力与两分力的大小与方向，与结点位置无关，D项错误；M的重力即合力，A项正确；测量前弹簧测力计调零才能测量准确，B项正确；拉线与木板平行才能保证力在木板平面内，C项正确(3)对O点受力分析如图所示，可见，若减小FOA，可调节FOB的大小或方向、调节OA方向、减小物重G等答案：(1)3.6(2)D(3)减小弹簧测力计B的拉力；减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)方法点窍高考实验均来源于课本，只要能深刻理解实验原理，掌握处理此类实验的基本方法，不难解答此类题
