第13讲：验证力的合成的平行四边形定则

第13讲 验证平行四边形定则

一、基本概念

实验目的

验证力的合成的平行四边形定则。

实验原理

此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一

定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，

如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。

实验器材 木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，

量角器。

实验步骤

1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。

2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A 点，用两条细绳套结在橡皮条的另一

端。

3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某

一位置O （如图所示）。

4．用铅笔描下结点O 的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例

作出两个弹簧秤的拉力F 1和F 2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力

F 。

5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O ，记下弹簧秤的

读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从O 点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。

6．比较F'与用平行四边形定则求得的合力F ，在实验误差允许的范围内是否相等。

7．改变两个分力F 1和F 2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F 与F'是否在实验

误差允许的范围内相等。

注意事项

1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与

纸面平行的同一平面内。

2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O 必须保持不变。

二、典型例题

例1、如图所示是甲、乙两名同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时得到的结果。

若按实验中要求的符号表示各个力,则可判定其中哪一个实验结果是尊重实验事实的（ ）

例2、在做“互成角度的两个力的合成”实验时，使用弹簧秤必须注意：

A 、测量前检查弹簧秤的指针是否指在零点

B 、在用弹簧秤拉橡皮条时，秤壳不要与纸面摩擦

C 、在用弹簧秤拉橡皮条时，要使弹簧秤的弹簧与木板平面平行

D 、在用弹簧秤拉橡皮条时，细绳和弹簧秤的轴线应在一条直线上

例3、在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两只弹簧

测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O 点，则下列说法中错误的是 ( ) A

O

A.同一次实验中，O 点位置允许变动

B.实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O 点的位置

C.实验中，把橡皮条的另一端拉到O 点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°

D.实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O 点

例4、如图所示，用A 、B 两个弹簧秤拉橡皮条的D 点，使其伸长到E 点，现保持A 的读数不变，当∠α由图示位置减小时，欲使D 点仍在E 点位置保持不变，则可用的方法是

A 、使

B 的读数变大，β角变大

B 、使B 的读数变大，β角变小

C 、使B 的读数变小，β角变小

D 、使B 的读数变小，β角变大

三、作业练习：

1、某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：

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 ．用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O ．记录下O 点的位置，读出两个弹簧秤的示数

D ．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F 1和F 2的图示，并用平行四边形定则求出合力F

E ．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力

F '的图示

F ．比较力F '和F 的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。

上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是 和 ； ②遗漏的内容分别是 和 ．

2、某学生在互成角度二力合成的实验中，将橡皮条的一端固定在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 、最小分度为0.1N 的弹簧秤．沿着两个不同的方向拉弹簧秤，当橡皮条的活动端拉到O 点时，两根细绳相互垂直（如图），这时弹簧秤的读数可从图中读出．

(1)由图可读得两个相互垂直的拉力大小为1F =________N ，2F =_______N 。

（只须读到0.1N ） (2)在方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。

3、某同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图所示.

(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力.

(2)有关此实验，下列叙述正确的是.

A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大

B.橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力

C.两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同

D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可

(3)图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实？(力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示)

答：.

(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：(至少写出一种情况) 答：

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