探求合力的方法

1．实验目的探究求合力的方法——平行四边形定则。

2．实验原理根据合力与分力等效，先测出发生某形变时的两拉力F1、F2的大小和方向，分别以F1、F2为邻边作出平行四边形，画出F1、F2所夹的对角线；再测出用一个拉力F′作用时发生同样形变时的大小和方向，作出F′的图示,再看F′是否与对角线重合。若F′与对角线的大小和方向在误差允许的范围内是相等的,则互成角度的两个力合成遵循平行四边形定则。

3．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(几枚)、铅笔。

4．实验装置实验装置如图所示。

5．实验步骤

(1)用图钉把白纸固定在水平桌面的方木板上。

(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。

5．实验步骤

(3)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如上图所示，记下两弹簧测力计的读数，用铅笔描下

O点的位置及此时两条细绳套的方向。

(4)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测力计的读数F1、F2的图示，并以F1和F2为邻边作平行四边形，过O点画出平行四边形的对角线，即为合力F的图示。

5．实验步骤

(5)只用一只弹簧测力计钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到

同样的位置O，记下弹簧测力计读数F′和细绳的方向，用刻度尺从O点按同样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)比较力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向，在实验误差允许范围内是否相同，得出结论。

(7)改变两个力F1、F2的大小和夹角，再重复实验两次。

6．注意事项

(1)正确使用弹簧测力计①本实验中弹簧测力计在使用前将其水平放置，然后检查、校正零点；将两只弹簧测力计钩好后水平对拉，选择在拉伸过程中读数相同的两只弹簧测力计。②使用时应使弹簧测力计与板面平行，被测力的方向与弹簧测力计轴线一致，读数时应正对、平视刻度。③在满足合力不超过弹簧测力计量程条件下，应使拉力适当大些。

6．注意事项

(2)规范实验操作①在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同。②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，取掉细绳套后，再将所标点与O点连一直线确定力的方向。③在同一次实验中，作力的图示时，应该选定相同的标度，并且要选取恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大，不要画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。

6．注意事项

(2)规范实验操作④由作图法得到的F和实际测量得到的F′不可能完全符合，但在实验误差允许范围内可认为F和F′符合即可。

7．误差分析

(1)误差来源本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还出现读数误差，作图误差等。

7．误差分析

(2)减小误差的方法①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录。②作图时用刻度尺借助三角板，使表示两力的对边一定要平行。两个分力F1、F2之间夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差ΔF也越大，所以实验中不要把θ取得太大，但也不要太小，以60°～100°为宜。作图时选取恰当的标度，尽量使图画得大一些。

考点一：实验原理的理解

把实验中得到的两个分力利用平行四边形定则作图得到的合力，是理论上的合力；用一个力拉时，该力的效果与两个力拉的效果相同，是实际的合力。本实验探究的就是按平行四边形定则求得的合力与实际的合力，在误差允许范围内是否一致。【例

1】在做“探究求合力的方法”实验时：

(1)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，还必须橡皮条和三角板。

(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须(Ａ

)

A．每次橡皮条拉到相同的位置

B．每次都把橡皮条拉直

C．每次准确读出弹簧测力计的示数

D．每次记准细绳的方向

【解析】(1)根据实验器材的要求可知，还必须有橡皮条和三角板(用来作平行四边形)。

(2)根据实验的原理可知，正确的答案为A。考点一：实验原理的理解【例

1】在做“探究求合力的方法”实验时：

(3)某同学在某次实验中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F是力F1与F2的合力的理论值；F′是力F1与F2的合力的实验值。通过把F′和F进行比较，探究求合力的方法——平行四边形定则。

【解析】(3)在本实验中，按照平行四边形定则做出的合力为F1和F2的合力的理论值，即图中F，而用一个弹簧测力计拉时测出的力为F1和F2的合力的实验值，即图中F′。考点一：实验原理的理解【例

1】在做“探究求合力的方法”实验时：

(3)某同学在某次实验中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F是力F1与F2的合力的理论值；F′是力F1与F2的合力的实验值。通过把F′和F进行比较，探究求合力的方法——平行四边形定则。

【点拨】(1)要正确选好实验器材，必须理解实验原理和方法。(2)本实验中要弄清“两个合力”：用一个弹簧测力计也拉到O点时的拉力F′为实验测出的合力，而用平行四边形定则作出的力F1和F2的合力F为理论的合力，其中F′必沿OA方向，而F不一定沿OA方向，通常会偏离OA方向。考点一：实验原理的理解

本实验中需要记录的有：①用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳的结点到达某位置O点时，要记录结点O的位置、两测力计的示数F1、F2和两测力计所示拉力的方向；②用一个测力计重新将结点拉到O点时，弹簧测力计的拉力大小F及方向。考点二：实验步骤的分析与判断【例2】在“探究求合力的方法”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，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细绳，通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细绳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。

(2)在纸上根据F1和F2的大小，选择合适的标度，应用平行四边形定则求出合力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。考点二：实验步骤的分析与判断【例2】在“探究求合力的方法”的实验中，其中的三个实验步骤如下：以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出来。

(1)中是未记下细绳套的方向。

(2)中是除F1、F2的大小之外，还应根据F1、F2的方向才能准确作图。

(3)中是应将橡皮条与细绳套的结点