第二部分 力 物体平衡 第8讲 实验:（二）验证力的平行四边形定则（解析版） 1．知道什么是等效替代法 2．验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。 3．培养学生应用作图法处理实验数据和得出结论的能力。 一、实验原理 图1 1．等效法：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，所以一个力F′就是这两个力F1和F2的合力，作出力F′的图示，如图1所示。 2．平行四边形法：根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示。 3．验证：比较F和F′的大小和方向是否相同，若在误差允许的范围内相同，则验证了力的平行四边形定则。 二、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(几个)。 三、实验步骤 1．在水平桌面上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上。 2．用图钉把橡皮条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，细绳的另一端系上细绳套。 3．用两个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，如图2所示。 图2 4．用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧测力计的示数。 5．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，读出并记录弹簧测力计的示数，记下细绳的方向。 6．改变F1和F2的大小和方向，再做两次实验。 要点一、数据处理 1．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拉力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。 2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤(4)中弹簧测力计的拉力F′的图示。 3．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则。 要点二、注意事项 (1)使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要设法调整指针，使之指在零刻度处。再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，如果两个示数相同方可使用。 (2)实验中的两个细绳套不要太短。 (3)在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。 (4)用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜。 (5)在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计的轴线方向。弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内。要防止弹簧测力计卡壳，防止弹簧测力计或橡皮条与纸面有摩擦。 (6)在同一实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。 要点三、误差分析 1．误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。 2．减小误差的办法： (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于三角板，使表示两力的对边一定要平行。 要点一 实验的原理与操作 【例1】某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图3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。图实Ⅲ－3乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 图3 (1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_____。 (2)本实验采用的科学方法是_____。 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 (3)实验时，主要的步骤是： A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上； B．用图钉把橡皮条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，细绳的另一端系着绳套； C．用两个弹簧测力计分别钩住绳 ... ...
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