实验：验证力的平行四边形定则-人教版答案

实验二验证力的平行四边形定则[实验目的]验证平行四边形定则[实验器材]①方木板一块②测力计两个③细绳两段④橡皮条一段⑤白纸⑥铅笔⑦刻度尺⑧量角器⑨图钉点拨：测力计可以只用一个,分别测出两个分力,虽然操作较麻烦，但可避免两个测力计的不一致性带来的误差。

[实验原理］实验原理:若一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,则称这个力是这两个力的合力。

在本实验中,我们先用两个力将橡皮条的结点拉至某一位置，再用一个力也将橡皮条的结点拉至同一位置（作用效果相同）,看在误差范围内，这个力与根据两个分力用平行四边形定则作出的合力是否相同，来验证力的合成的平行四边形定则。

［实验步骤］（１）把橡皮条的一端固定在板上的A点。

(2)用两条细绳结在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长,使结点伸长到O点（如图2－１）点拨：经验得知两个分力F１、Ｆ2间夹角θ越大,用平行四边形作图得出的合力Ｆ的误差也越大,所以实验中不要把θ角取得太大，一般不大于90°为最佳。

橡皮条、细绳、测力计应在同一平面内，测力计的挂钩应避免与纸面磨擦。

（3)用铅笔记下O点位置，画下两条细绳的方向，并记下两个测力计的读数。

点拨：拉橡皮条的细线要长些，标记每条细线方向的方定是使视线通过细线垂直于纸面,在细线下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置，并使这两个点的距离要尽量远些。

(４）选定标度，在纸上按比例作出两个力Ｆ１、F２的图示,用平行四边形定则求出合力Ｆ。

点拨：作图要用尖铅笔,图的比例要尽量大些,要用严格的几何方定作出平行四边形，图旁要画出表示力的比例线段,且注明每个力的大小和方向。

（5）只用一个测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置Ｏ点,记下测力计的读数和细绳的方向,按同样的比例作出这个力Ｆ′的图示，比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，比较合力大小是否相等，方向是否相同。

(6）改变Ｆ1和F２的夹角和大小，再做两次。

点拨:改变分力大小和夹角再做两次时，每次都把橡皮条的结点拉到Ｏ点，为了直观地看出分力可能大于合力，可以使其中一次两个分力的夹角大于12０°。

注意事项:ﻫ１、为作图方便并减小误差，两个分力间的夹角不要太大，两个分力的大小要稍大（但又不要使两分力及其合力超过弹簧秤量程）。

2、弹簧秤使用前应事先检查:先看自然下垂时,其指针是否指零刻度;再用两只弹簧秤互相钩住用力拉，看其读数是否相同。

３、用弹簧秤拉细线套时,拉力的方向应沿弹簧秤的轴线，弹簧秤、橡皮条、细线套应位于与白纸平行的同一平面内,防止弹簧秤内部、弹簧秤与纸面、橡皮条与纸面之间的摩擦。

４、结点的位置及细线的方向必须标定准确，作图要规范、准确。

例题：下述方法中可减少实验误差的是：A、使用弹簧秤拉橡皮条时，应使它与木板平行;B、两个分力F1、F ２的大小应适当大些;Ｃ、两个分力F1、Ｆ２的夹角越大越好;D、拉橡皮条的细绳要稍长些；练习题：１、本实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果，是指下列说法中的：A、弹簧秤的弹簧被拉长;B、固定橡皮条的图钉受拉力产生形变;C、细绳套受拉力产生形变;D、使橡皮条在某一方向伸长某一长度；２、下述实验步骤正确的排列顺序是_______ 。

Ａ、用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的P点，把橡皮条的另一端拴上两个细绳套；Ｂ、用一只弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳方向,按选定的标度作出这个力F’的图示;C、把木板平放在桌面上,用图钉把白纸钉在木板上;D、用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成一定角度拉橡皮条,使橡皮条结点伸长到某一位置O ,记下Ｏ点位置和两条细绳的方向，并记录弹簧秤的读数;E、从结点O 沿着两个绳套的方向按选定的标度作出这两个弹簧秤的拉力F1、F2的图示,并以Ｆ1、F２为邻边作出平行四边形，再作出合力Ｆ的图示；F、改变两个力F 1 、F 2的大小和方向,再重复实验两次;G、比较一下力Ｆ’和合力F 的大小方向是否相同;3、做验证力的平行四边形定则的实验时,其中三个实验步骤是:（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板上，另一端拴两根细线,通过细线同时用两只弹簧秤互成角度拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置Ｏ点,在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数Ｆ１、F２;( 2 )在纸上根据F1、F2的大小，应用平行四边形定则求出合力F ;( 3）只用一只弹簧秤通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与两根弹簧秤拉时相同,记下此时弹簧秤的读数F’。

以上三个步骤中均有错误或疏漏。

请指出各在哪里，并加以纠正和补充。

4 、﹙200４年黄冈﹚在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中，某小组得出如图示的图﹙F与Ａ、O共线﹚中___＿是F1与F２合成的理论值；_____Ｆ1与F2合成的实际值。

５、在两个共点力合成的实验中,如图所示，用M、N两个测力计拉橡皮条的结点P,使其位于E处,此时α+β＝90°。

然后保持M的读数不变，当α角由图中所示的值逐渐减小时,要使结点仍在E处，可采用的办法是﹙﹚A、增大N的读数,减小β角B、减小N的读数,减小β角C、减小Ｎ的读数,增大β角D、增大N的读数,增大β角ﻩﻩﻩ参考答案：[例]：ＡＢD习题:1．D２. CADＥBＧＦ 3. ①应将白纸用图钉固定在白纸上，还应记下两细线方向；②应先选定标度，根据Ｆ1、Ｆ2的大小和方向作出力的图示，再作出Ｆ1、F２的合力F；③应将橡皮条的结点拉到Ｏ点，并记下这时弹簧秤的读数和的方向4．F；F＇５．B1.探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指( )A．使两分力与合力满足平行四边形定则B．使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合C.使两次橡皮筋伸长的长度相等Ｄ．使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变答案:Ｂ2.图２－6－5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2－６－5所示）．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( )解析：该实验验证两个分力的效果等效于其合力的效果,不必要求两分力等大，故B 错；与两绳长短无关，A错；但需使两分力与合力在同一平面内,故Ｃ正确．答案:C3．关于验证平行四边形定则的实验，请回答下列问题：（1)在该实验中,合力与分力的概念是一种_＿______的科学思想方法.(2）某同学在做该实验时,弹簧测力计平行于木板如图２-6-６(a)放置，然后记录力的大小和方向，请你指出这样操作的问题:____＿______＿＿_＿＿__＿_____＿＿＿__＿__＿_.图2-6-6（3)某同学完成该实验后得到的图形如图2-６-6（b)所示，图上所画的四个力中,由一个弹簧测力计拉橡皮条得到的力是________．答案:(１)等效替代(2)弹簧测力计的轴线与细线套不在同一直线上，导致测量数据不准确(３）F应按照实验要求做好实验，重视实验中的几个注意点．本题中的F′是以Ｆ、F2为邻边所作的平行四边形的对角线,故Ｆ是用一个弹簧测力计拉橡皮条得到的力.14.图２－６－7为“探究求合力的方法”的实验装置.(1）下列说法中正确的是()A．在测量同一组数据Ｆ1、F２和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D.为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图２-6-8所示，由图可知拉力的大小为__＿__＿_＿N.解析:（1）在测量同一组数据的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化,如果变化,即受力变化,所以A选项正确；由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点O，定滑轮只能改变力的方向不能改变力的大小,所以弹簧测力计拉线的方向不一定要沿竖直方向，B选项错误；弹簧测力计的使用,不能超过其量程，Ｃ选项正确；两个拉力的方向合适即可，不宜太大，也不宜太小,但不一定为9０°,所以D选项错误．(２)考查弹簧测力计的读数．答案:（1)AＣ(2)４.005．(20０9·山东，23)请完成以下两小题.某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子Ａ、Ｂ上，另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物．（1）为完成该实验，下述操作中必需的是______＿_．ａ.测量细绳的长度 b.测量橡皮筋的原长ｃ．测量悬挂重物后橡皮筋的长度ｄ.记录悬挂重物后结点O的位置（2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是____＿__＿＿____＿.解析：运用等效思想来验证平行四边形定则,即要验证以两力为平行四边形的邻边,作平行四边形,其对角线是否和合力相符．本小题中结点受三个力，其中两个力的合力与第三个力等大反向，故先测出各力的大小和方向，然后作出各力的图示,以两边为邻边做平行四边形，如果在实验误差范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向,即可验证．为测量各力的大小故需要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度以及记录悬挂重物后O点位置.故应选bcd.可以通过改变小重物改变各力的大小. 答案:（1)bcd (2)更换不同的小重物。