§2.4实验《验证力的平行四边形定则》

1、2.4实验验证力的平行四边形定则2.4实验验证力的平行四边形定则【目标引领】理解实验原理即分力与合力的等效性，掌握操作步骤、方法或与弹簧秤读数结合。【学习内容】1.实验目的：验证力的平行四边形定则2.实验原理：如果两个互成角度的共点力F1、F2作用于橡皮筋的结点上，与只用一个力F/作用于橡皮筋的结点上，所产生的效果相同（橡皮筋在相同方向上伸长相同的长度），那么，F/就是F1和F2的合力。根据平行四边形定则作出两共点力F1和F2的合力F的图示，应与F/的图示等大同向。3.实验器材：方木板一块；白纸；弹簧秤(两只)；橡皮筋；细绳套(两个)；三角板；刻度尺；图钉(1、2个)，细芯铅笔.4.实验步骤用

2、图钉把白纸钉在放于水平桌面的方木板上。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。用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图标记，记录两弹簧秤的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两条细绳套的方向。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秤的读数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点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示。只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧秤的读数F/和细绳的方向，用刻度尺从O点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤拉力F/的图

3、示。比较一下，力F/与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向。改变两个力F1与F2的大小和夹角，重复实验两次。5.注意事项在O处的结点应小一些，细绳套应长一些。在仪器许可的条件下，应使拉力尽可能大一些，以减小读数误差。画力的图示时，要选取合适的标度，尽量将图示画的大一些。在同一次实验中，橡皮条结点O的位置不能变动，且弹簧秤与木板平面平行。6误差分析：本实验误差的主要来源除弹簧秤本身的误差外，还有读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力的对边要平行，两个分力F1和F2间的夹角越大，用平行四边形作图得到的合力F的误差F也越大，所以实验中不要把取得太大。【例1

4、】在“验证力的平行四边形定则”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）。实验中需要两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A两根细绳必须等长。B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。其中正确的是：（填入相应的字母）【例2】在做“验证力的平行四边形定则”实验时，除已有的器材(方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外，还必须有和.要使每次合力与分力产生相同的效果，必须（）A每次将橡皮条拉到同样的位置B每次把橡皮条拉直C每次准确读出弹簧秤的示

5、数D每次记准细绳的方向为了提高实验的准确性，减小误差，实验中应注意什么?在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图中是力F1与F2的合力的理论值；是力F1与F2的合力的实验值，.通过把和进行比较，验证平行四边形定则。【例3】下面措施中，哪些是有利于减小误差，提高实验精度的（）A橡皮条弹性要好，拉力要适当大些B两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些C拉橡皮条时，橡皮条细绳和弹簧秤应贴近木板D拉橡皮条的细绳要细且长，描出细绳拉力方向时，要在细绳正下方，稍远的距离上描出二点或者三个点【例4】如图所示在“验证力的平行四边形定则”

6、实验中，橡皮筋一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用力F1与F2拉两个弹簧秤，使这端拉至O点，若要这端始终位于O点，但使力F2大小不变地沿顺时针转过某一小角度，相应地使F1的大小及图中角作以下的哪些变化是可能的（）A.增大F1的同时增大角B.增大F1的同时保持角不变C.增大F1的同时减小角D.减小F1的同时减小角【例5】在做“验证力的平行四边形定则”实验时，有位同学用的实验器材和规定的略有不同，他只用一个弹簧秤，他的实验结果和其他同学一样，较好地验证了“力的平行四边形定则”.请你写出他的主要实验步骤。【提示】对这类开发性题目，必须对实验原理掌握特别熟练，同时能参照实验仪器较全时实验的步骤

7、进行解答。先用弹簧秤把橡皮筋拉长使结点到达点O，记下结点O的位置及拉力F/的方向与大小。用一手拉一细绳，用弹簧秤拉另一细绳，仍使结点到达O，记下此时拉力方向及弹簧秤的示数F1。使手与弹簧秤互换，再次将结点拉到O点，并使两细绳仍沿中记下的方向，再记下此时弹簧秤的示数F2。作出F1与F2的合力F与F比较.【巩固训练】1下列关于本实验的说法中，正确的是（）A拉橡皮条的细绳套细一些且长一些，实验效果较好BF和F的夹角尽量大些好C拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近且平行于木板D橡皮条弹性要好，拉到结点O时，拉力要适当大些2在“互成角度的两个共点力的合成”的实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧

8、秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作正确的是（）A同一次实验过程中，O点的位置允许变动B实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C在实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点D实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取90，以便于算出合力大小3本实验中所说的合力与两分力具有相同的效果，是指下列说法中的（）A弹簧秤的弹簧被拉长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某一长度4做验证力的平行四边形定则的实验，是在水平放置的木板上铺一张白纸，把橡皮

9、条的一端固定在板的A点，橡皮条的另一端拴上两细绳套，如图所示，两个测力计分别钩住细绳套，互成角度拉橡皮条使之伸长，到达某一位置O时需记下、，描下，再用一个测力计钩住细绳套把橡皮条拉长，使结点达位置，再记下和.5将下述实验步骤按正确顺序排列应是.在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示，根据平行四边形法则作图求出合力F.只用一只测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置.记下两测力计读数，描出两测力计的方向.在水平放置的木板上，垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上P点，用两条细绳连接在橡皮条的另一端，通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与细绳的连接点到达某一位置、并记下此位置.

10、记下测力计的读数F和细绳方向，按同一比例做出这个力的图示.比较这个实测合力和按平行四边形法则求出的合力F，看它们的大小和方向是否相同.改变两测力计拉力的大小和方向，重做两次实验，从实验得出结论.6在“验证力的平行四边形定则”的实验中，两弹簧秤拉力的图示在图中作出，图中方格每边的长度表示1 N ，O是橡皮筋的一个端点.用两个直角三角板按照作图法作出合力F的图示。(在作F2的平行线时，请你在图上用虚线画出固定三角板的位置，移动三角板的位置，并用箭头标示出的移动方向).得到的合力的大小为N.7在“互成角度的两个共点力的合成”实验中，其中的三个实验步骤：在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2。在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F。只用一只测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两测力计拉时相同，记下此时测力计的读数F/和细绳的方向。以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出：中是.中是.中是.8在两个共点力合成的实验中，用A，B两个弹簧秤拉橡皮条的结点，使其位于O处，如图所示，此时+=900，现在保持A读数不变化，减小角，要使结点仍在O处，可采用的办法是（）A增大B的读数