探究力的平行四边形定则

探究力的平行四边形定则

1．实验目的：探究力的合成规律 —— 平行四边形定则；理解等效替代思想方法在物理学中的应用． 2．实验原理：互成角度的两个力与一个力产生 的效果，看它们用平行四边形定则求出的合力与这个力是否在实验误差允许的范围内相等．

3．实验器材：木板、白纸、图钉若干、 、细绳、弹簧秤（2只）、三角板、 ，等． 4．实验步骤：① 用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的 上，如图所示；② 用两个弹簧秤分别钩住两个绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一点O ；③ 用铅笔描下 位置和两个细绳套的 ，并记录弹簧秤的读数F 1、F 2，利用刻度尺和三角板作平行边形，画出对角线所代表的力F ；④ 只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面实验中的相同 ，记下弹簧的读数F ′ 和细绳的方向；⑤ 比较F 和F ′，观察它们在实验误差允许的范围内是否 ．

5．误差分析：实验误差除弹簧测力计本身的误差外，还主要来源于 误差和 误差两个方面．① 减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量 一些．读数时眼睛一定要 ，要按有效数字正确读数和记录．② 减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定要平行，两个分力F 1、F 2间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F 的误差ΔF 就越大，所以实验中不要把F 1、F 2间的夹角取得太 ．

6．注意事项：① 位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时 的位置一定要相同．② 角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太 ，也不宜太大，以60°～120°之间为宜．③ 尽量减少误差：在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．④ 统一标度：在同一次实验中，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．

1．用平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验，为了使实验能够顺

利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是 A ．使用弹簧测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点

B ．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行

C ．两细绳套必须等长

D ．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程

E ．同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置

2．某实验小组在验证平行四边形定则时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列说法正确的是______ A ．将橡皮条拉伸相同长度即可 B ．将橡皮条沿相同方向拉即可

D ．将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置 〖考点1〗对实验原理及实验过程的考查

【例1】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，先用一个弹簧

秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条． ⑴ 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

D ．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等

E ．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置 其中正确的是_______________（填入相应的字母）

⑵ “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，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．图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图．

① 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

⑶ 某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F 1和F 2，图中小正方形的边长表示2 N ，两力的合力用F 表示，F 1、F 2与F 的夹角分别为θ1和θ2，关于F 1、F 2与F 、θ1和θ2关系正确的有________ A ．F 1 = 4N B ．F = 12 N C ．θ1 = 45° D ．θ1 < θ2

【变式跟踪1】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，如图所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．

⑴ 由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为______ N 和______ N ； ⑵ 在如图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力． 〖考点2〗对实验过程的考查

【例1】某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A 挂于固定点P ，

下端用细线挂一重物M ，弹簧测力计B 的一端用细线系于O 点，手持另一端向左拉，使结点O 静止在某位置．分别读出弹簧测力计A 和B 的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O 点的位置和拉线的方向．

⑴ 本实验用的弹簧测力计示数的单位为N ，图中A 的示数为________N ； ⑵ 下列不必要的实验要求是________（请填写选项前对应的字母） A ．应测量重物M 所受的重力 B ．弹簧测力计应在使用前校零 C ．拉线方向应与木板平面平行

D ．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O 点静止在同一位置

⑶ 某次实验中，该同学发现弹簧测力计A 的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法． ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 【变式跟踪2】有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木

板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A 和B ，将绳子打一个结点O ，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F 1、F 2和F 3，回答下列问题：

⑴ 改变钩码个数，实验能完成的是 ______________

A ．钩码的个数N 1＝N 2＝2，N 3＝4

B ．钩码的个数N 1＝N 3＝3，N 2

＝

4 C

．钩码的个数

N

1＝

N 2＝N 3＝4 D ．钩码的个数N 1＝3，N 2＝4，N 3＝5 ⑵ 在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是____________