物理必修一实验;验证力的平行四边形定则_验证平行四边形定则

其他范文时间：2020-02-27 02:11:23 收藏本文下载本文

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物理必修一实验;验证力的平行四边形定则由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“验证平行四边形定则”。

艺体部高一物理学案NO.2

3实验验证力的平行四边形定则

【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.【实验原理】

一个力F′的作用效果和两个力F1、F2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,所以力 F′就是这两个力F1和F2的合力,作出力F′的图

示.再根据平行四边形定则作出力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,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.【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.【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绳套，互成角度地拉像皮条,使橡皮条伸长到某一位置O,如图1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P1、P2。

3.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.4.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P.5.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一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的大小和方向是否在误差允许范围内相同相同.7.改变两个力F1和F2的大小和夹角，再重复两次实验.锦囊妙诀:白纸钉在木板处,两秤同拉有角度,读数画线选标度,再用一秤拉同处,作出力的矢量图.交流与思考：每次实验都必须保证结点O的位置保持不变,这体现了怎样的物理思想方法？若两次橡皮条的伸长长度相同,能否验证平行四边形定则？

每次实验保证结点位置保持不变,是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果，这是物理学中的思想方法.由于力不仅有大小,还有，若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同,不满足合力与分力的关系,不能验证平行四边形定则

【注意事项】

1.使用弹簧秤前,应先调节零刻度,使用时不超过量程,拉弹簧秤时,应使弹簧秤与木板平行.2.在同一次实验中,橡皮条伸长时的结点O位置要相同.3.读数时应正对、平视刻度.4.两拉力F1和F2夹角不宜过大或过小,作力的图示,标度要一致，尽可能使

图大一些.5.实验总是有误差的，由作图法求的F与F´不可能完全重合，但在误差允许范围内即可.【误差分析】

1.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,这样两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小.2.结点O的位置和两个测力计的方向画得不准,造成作图的误差.3.两个分力的起始夹角α太大,如大于120°,再重做两次实验，为保证结点O位置不变（即保证合力不变),则α变化范围不大，因而测力计示数变化不显著,读数误差大.4.作图比例不恰当造成作图误差.典例剖析：

例

1、在做“互成角度的两个力的合成”实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是

()

A.同一次实验过程中,O点位置允许变动

B.实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度

C.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拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点

D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两弹簧秤之间夹角应取90°,以便于算出合力的大小

例

2、将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N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O点时,两根细绳相互垂直,如图2所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为___N和______N.(2)在图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.(3)(a)(b)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F′是准确的，则F 与F′有误差的原因可能是哪些?

图

5例题

3、在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图5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和OC为细绳.(1)图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示,下列说法中()

A.图乙中的F是力F1和F2合力的理论值,F′是力F1和 F2合力的实际测量值

B.图乙的F′是力F1和F2合力的理论值,F是力F1和 F2合力的实际测量值

C.在实验中,如果将细绳也换成橡皮条,那么对实验结果没有影响

D.在实验中,如果将细绳也换成橡皮条,那么对实验结果有影响

(2)本实验采用的科学方法是______(填字母代号)

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

例题

4、在“验证力的平行四边形定则”中,采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差()