实验 探究力的平行四边形定则

实验验证力的平行四边形定则

一、【实验目的】

1.会使用弹簧测力计.

2.验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.

二、【实验原理】

1.等效法：使一个力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.

三、【实验器材】

方木板、白纸、弹簧测力计、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉、铅笔

四、【实验步骤】

（1）安装好实验器材，用两个弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点达到某一位置O，如图所示，记下两弹簧的读数F1 F2，及两条细绳的方向。

（2）只用一只弹簧测力计，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读数F′，同时记下细绳的方向．（3）按照相同的标度作出F1，F2及F~的图示，比较F与F′的差异。（４）做完实验，整理仪器，有序退场。

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五、【实验数据处理】

①作力的合成图，要使用刻度尺和圆规作图，将图画的适当的大

一些、美观、准确，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。

②由作平行四边形法得到的F和实际测量得到的F~不可能完全重

合，一般大小和方向的偏差在10%以内（角度在5度以内），即可认为验证了平行四边形定则。

六、【实验注意事项】

1、使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，否则要调零；再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，如果两个示数相同可使用（另外本实验不需要量角器，按照拉力角度作图即可）

2、试验中的两个细绳套不要太短，适当长度即可；两个拉力的夹角不宜太大或太小，在60-100之间为宜，拉力角度不需要垂直。

3、在同一实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同，每次一定要同时记下拉力的大小和对应的方向。

4、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。

5、在同一实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当。

特别提醒：记录每一次结点O的位置（保证作用效果一样）

每次拉力的大小以及它的方向

F是理论值（平行四边形的对角线）

F′是实验值，与OA共线。

七、【误差分析】

1、弹簧测力计本身不够准确造成系统误差

2、弹簧测力计读数和作图不准造成偶然误差

3、实验操作过程中由于拉力不完全平行纸面、摩擦等造成的偶然误差。