练习153验证力的平行四边形法则.docx

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练习153验证力的平行四边形法则

练习15-3验证力的平行四边形法则

练习15-3验证力的平行四边形法则

重点内容：

1．实验目的

验证平行四边形法则等效法

2．实验原理

用一个弹簧秤拉紧橡皮筋，记录使橡皮筋发生形变的力F的大小和方向。

再用两个弹簧秤同时互成角度地拉紧橡皮筋使它在相同的方向上发生相同的形变，并记录这两个力F1、F2的大小及方向。

用平行四边形法则作出这两个力的合力F’与F的图示进行比较，判断在误差允许范围内平行四边形法则是否成立。

3．实验器材

木板、白纸、图钉、橡皮筋、细线、刻度尺、三角板、量角器、弹簧测力计。

4．实验步骤

（1）桌上水平放置一块方木板，上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。

（2）用图钉把橡皮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，绳的末端系好绳套。

（3）用一个弹簧测力计钩住绳套，通过细绳把橡皮条拉伸至某一点O，标记O点位置，读出弹簧测力计的读数F，记下细绳方向。

（4）再用两个弹簧测力计同时钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，仍使橡皮条伸长至O点，记下两弹簧测力计的读数F1、F2，及两细绳的方向。

（5）按选好的标度从O点沿两绳的方向作两分力F1、F2和F的图示。

（6）再按力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F’。

（7）改变两个弹簧测力计拉力F1、F2的角度，重复步骤（4）至（6）得出多组数据。

（8）整理仪器并放回原位。

5．数据处理

比较各组数据中由平行四边形法则求出的理论值F’与实验测量值F的差异，计算误差：

，测量F、F’间的夹角

（即角度偏差）。

一般的，若

、

可认为平行四边形法则是成立的。

6．注意事项

（1）在使用弹簧测力计时，应先进行调零和校准。

选择两个弹簧测力计，将它们竖直放置且不悬挂钩码，观察指针是否与零刻线对齐，若偏差较大需要调整指针位置。

再将两个弹簧测力计挂钩彼此连接并向相反方向拉开一定距离，观察两个弹簧测力计的示数是否近似相等，若差异较大则需要更换。

（2）在实验中，要注意尽量减小弹簧测力计的金属杆与框架间的摩擦，且不能超过弹簧测力计的量程。

读取示数时应注意读数规则。

7．误差分析

本实验的误差主要是弹簧测力计的测量误差以及作图时产生的误差。

为减小误差，应注意：

（1）弹簧测力计使用前应调零和校准。

实验中应注意尽量减小弹簧测力计的金属杆与框架间的摩擦。

在记录力的方向时标记点与O点距离应尽量远一些，所以两个绳套应长些。

（2）实验时，在不影响作图的情况下，各拉力应尽量大些，可以减小作图误差。

分力F1、F2间的夹角过小或过大都会增加作图误差，一般在60°-120°之间即可。

8．其他说明

实验中若只有一个弹簧测力计，可以采用分步测量的方法，先后测出两个分力F1和F2。

但要注意的是每次测量时橡皮条必须均拉至O点。

针对练习：

1．在“验证力的平行四边形定则”实验中，

①需要用到的器材和测量仪器有（ABCEFGIJ）

A.木板B.白纸C.弹簧秤D.天平E.细绳套

F.铅笔G.橡皮条H.大头针I.图钉J.刻度尺

②某同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，主要步骤如下：

A．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，绳

的末端系好绳套；

C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使拉橡皮伸长，节点

到达某一位置O，记下O点位置，记下两弹簧测力计的读数F1、F2；

D．只用一个弹簧测力计钩住绳套，通过细绳把橡皮条拉伸，读出弹簧测力计的读

数F’，记下细绳方向OC；

E．按选好的标度从O点沿两绳的方向作两分力F1、F2、F’的图示；

F．再按力的平行四边形定则作出做F1和F2的合力F，比较F和F’，得出结论；

上述实验步骤中，

（1）有重要遗漏的步骤是C和D。

（2）遗漏的内容是

C同时记下力F1、F2的方向；

D将节点拉到同一位置O。

③实验数据的记录和处理：

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5N、最小刻度为0.1N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1所示。

这时弹簧测力计的读数可从图1中读出。

由图可读得两个拉力的大小分别为4.0N和2.5N。

（只须读到0.1N）;

请在图1的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。

④误差分析

在本实验中，下列可以减小实验误差的方法是（BCD）

A．两个分力F1和F2的夹角要尽量小些

B．两个分力F1和F2的大小要尽量大些

C．拉橡皮条的绳套要稍长一些

D．实验中弹簧测力计必须与木板平行，读数视线要正对弹簧测力计的示数

2．在《验证力的平行四边形定则》实验中，所说的“合力与两个分力的效果相同”是指下列说法中的（C）

A．每次将橡皮条拉伸相同的长度

B．使弹簧测力计每次示数相同

C．用一个弹簧秤时，和用两个弹簧秤时将橡皮条端点拉到相同的位置

D．用一个弹簧秤时，和用两个弹簧秤时将橡皮条端点弹簧测力计示数相同

3．验证力的平行四边形定则的实验操作如下：

a．在桌面上放一块方木板，在木板上铺一张白纸，把橡皮条一端固定在木板上的A点。

b．只用一个弹簧测力计，通过细绳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的方向，按同样比例做出这个力F'的图示。

c．改变两个力的大小，重做几次。

d．记下两个弹簧测力计的读数及结点O的位置，描下两条细绳的方向，在纸上按比例做出F1和F2的图示，用平行四边形法则求出合力F。

e．比较F'和F，可以看出它们在实验误差范围内是相等的。

f．把两条细绳系在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点到达某一位置O。

关于操作步骤，合理的排序是afdbec。

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4）。

实验中需用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C。

（填入相应的字母）

5．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为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。

图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

（1）图乙中的_F_是力F1和F2的合力的理论值；_F’__是力F1和F2的合力的实际测量值。

（2）在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？

答：

__不变__。

（选填“变”或“不变”）

6．如图6甲所示，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤是：

将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计。

沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小。

再用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向。

再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。

（1）用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是。

（2）这位同学在实验中确定分力方向时，图8甲所示的a点标记得不妥，其原因是。

（3）图8乙是在白纸上根据实验结果作出的力的图示，其中是F1和F2合力的实际测量值。

（1）与F1、F2共同作用的效果相同

（2）O、a两点太近，误差大（3）F