高三物理：实验验证力的平行四边形定则

1、实验：验证力的平行四边形定则探究弹力和弹簧伸长的关系要点回顾一、验证力的平行四边形定则要点回顾一、验证力的平行四边形定则1.实验目的要点回顾一、验证力的平行四边形定则1.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。2.实验原理2.实验原理等效法。两个力F1、F2共同作用使橡皮条伸长到结点O，单独一个力F作用也使橡皮条伸长到结点O，这一个力F就是前两个力F1和F2的合力。作出F的图示，再根据_作出F1和F2的合力F的图示，比较F和F的大小和方向是否相同。3.实验器材3.实验器材方木板、白纸、弹簧秤(两只)、_、细绳套(两个)、三角板、_、图钉若干、细芯铅笔。4.实验步骤4.实验步骤(1)

2、用图钉把白纸固定在水平桌面的放木板上。(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。(3)用两只弹簧秤分别钩住细绳套，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_，用铅笔描下_及此时_的方向。(4)用铅笔和刻度尺从O点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，以_用铅笔及刻度尺作平行四边形，两邻边所夹的对角线即为合力F的图示。(5)只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同一位置O。记下此时_及_，用刻度尺按同样的标度作出F的图示。(6)比较F与F的大小和方向。(7)改变F1、F2的大小和夹角，重复做两次实验，得出结论

3、。二、探究弹力和弹簧伸长的关系1.实验目的二、探究弹力和弹簧伸长的关系1.实验目的(1)探究弹力和弹簧伸长量的定量关系；(2)学会使用列表法、图象法、函数法处理实验数据。二、探究弹力和弹簧伸长的关系2.实验原理2.实验原理在竖直悬挂的轻弹簧下端悬挂砝码，平衡时弹力大小等于_，用刻度尺量出弹簧的_，改变砝码数量，重复上面实验，就可以定量地找出弹力与伸长量之间的关系。2.实验原理在竖直悬挂的轻弹簧下端悬挂砝码，平衡时弹力大小等于_，用刻度尺量出弹簧的_，改变砝码数量，重复上面实验，就可以定量地找出弹力与伸长量之间的关系。3.实验器材2.实验原理在竖直悬挂的轻弹簧下端悬挂砝码，平衡时弹力大小等于_，

4、用刻度尺量出弹簧的_，改变砝码数量，重复上面实验，就可以定量地找出弹力与伸长量之间的关系。3.实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干_。4.实验步骤4.实验步骤(1)如图所示，将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0。即原长。(2)在弹簧下端挂钩码，测出弹簧总长度l，计算出弹簧的伸长量x和钩码的重力mg。(3)改变(增加)钩码数量依次测出弹簧长度和钩码总重力，列表记录。1234567F/Nl/cmx/cm(4)以弹力F(大小等于_)为纵坐标，以_为横坐标建立坐标系，根据所测数据描点，拟合各点，得出弹力F和弹簧伸长量x的图线。(5)以_为自变量，写出曲

5、线所代表的函数。首先尝试一次函数，如果不行再考虑二次函数。(6)得出弹力和弹簧伸长量之间的定理关系，解释函数表达式中常数的物理意义。一、“验证力的平行四边形定则”实验的操作技巧、注意事项和误差分析释难解惑1.正确使用弹簧秤(1)弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤调零后互钩水平对拉，若两只弹簧秤在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另选，直至相同为止。一、“验证力的平行四边形定则”实验的操作技巧、注意事项和误差分析释难解惑(2)弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用。(3)使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差)。(4)使用时弹簧的伸长方向和所测拉力

6、方向要一致，弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦。(5)读数时应正对、平视刻度。2.注意事项2.注意事项(1)在本实验中，以橡皮条的伸长(结点到达某一位置)来衡量力的作用效果，因此，在同一次实验中应使两种情况下结点达到同一位置。(2)实验前，首先检查弹簧秤的零点是否正确。实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，使用时不能超过弹性限度，读数时应估读到最小刻度的下一位。(3)在不超过弹簧秤的量程和橡皮条形变不超过其弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些。(4)画力的图示时，标度的选取应恰当，并且要相同，要严格按几何作图法求合力，同时还要把力的图示作得稍大一些。3.数据处理及误差分析3

7、.数据处理及误差分析本实验的主要误差来源于读数、作图，此外还有弹簧秤本身的误差。因此，首先应检查弹簧秤的零点是否准确，在实验中拉细绳时必须保持弹簧秤与板面平行，读数时眼睛一定要正对刻度，按有效数字记录示数，作图时要准确，两个分力F1、F2间夹角不能太大或太小，以60100为宜，要按实验的要求进行操作、读数、作图，即使存在误差，也是正常的，不能用数据拼凑使实验非常完美，也不能只用特殊角度而不管其一般性。二、“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中的注意事项二、“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中的注意事项1.所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度，要注意观察，适可而止。2.每次所挂钩码的

8、质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀，这样作出的图线精确。3.每次增减砝码测有关长度时，均需保证弹簧及砝码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与砝码重力不相等。4.测量有关长度时，应区别弹簧原长l0，实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系。5.描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧。6.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。1.验证力的平行四边形定则实验的正确操作讲练互动例1在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其中的三个实验步骤如下：(1)在水平放置的木板上垫一张白纸，用图钉固定，把橡皮条的一端固定在

9、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。1.验证力的平行四边形定则实验的正确操作讲练互动(2)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。(3)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；(1)中是_(2)中是_(3)中是_ 变式练习将下述实验步骤按正确顺序排列应是_。(1)在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示，根据平行四边形定则作图求出合力F。(2)只用一只测力计，通过细

10、绳把橡皮条的结点拉到同样的位置。(3)记下两测力计读数，描出两细绳的方向。(4)在水平放置的木板上，垫一张白纸，用图钉固定，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。(5)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F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。(6)改变两测力计拉力的大小和方向，重做两次实验，从实验中得出结论。2.验证力的平行四边形定则实验方法的拓展和迁移例2 在做“验证力的平行四边形定则”的实验中，只用一把弹簧秤也能

11、完成实验，下面的几个单个弹簧秤完成实验的说法中，正确的是( )A. 把两条细线中的一条与弹簧秤连接，然后同时拉这两条细线，使橡皮条一端伸长到O点位置，读出秤的示数F1和F2的值。2.验证力的平行四边形定则实验方法的拓展和迁移B. 把两条细线中的一条与弹簧秤连接，然后同时拉这两条细线，使橡皮条一端伸长到O点，读出弹簧秤的示数F1；放回橡皮条，再将弹簧秤连接到另一根细线，再同时拉这两条细线，使橡皮条再伸长到O点，读出秤的示数F2。C. 用弹簧秤连接一条细线拉橡皮条，使它的一端伸长到O点，读出F1；再换用另一细线与弹簧秤连接橡皮条，使它的一端仍然伸长到O点，读出F2。D. 把两根细线中的一条细线与弹簧秤连接，然后同时拉这两天细线，使橡皮条的一端伸长到O点，记下两细线的方向及秤的示数F1；放回橡皮条后，将弹簧秤连接到另一根细线上，再同时拉这两条细线，使橡皮条一端伸长到O点，并使两条细线位于