高中物理 相互作用(一)实验：验证力的平行四边行定则学案.doc

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1、相互作用（一）实验：验证力的平行四边行定则1．实验目的(1)验证两个力合成时的平行四边形定则。(2)通过验证力的平行四边形定则，培养用图象法处理实验数据并得出结论的能力。2．实验原理根据合力与分力等效，先测出发生某形变时的两拉力F1、F2的大小和方向，根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示；再测出用一个拉力F'作用时发生同样形变时的大小和方向，作出F'的图示。比较F与F'的大小和方向是否在实验允许误差内相同，以验证互成角度两个力合成时的平行四边形定则。3．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（几枚）、

2、铅笔。4．实验装置实验装置如图所示。5．实验步骤（1）用图钉把白纸固定在水平桌面的方木板上．（2）用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．（3）用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点接到某一位置O，记下两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两条细绳套的方向。（4）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读数F1、F2的图示，并以F1和F2为邻边用作平行四边形，过O点画出平行四边形的对角线，即为合力F的图示。（5）只用一只弹簧测力计钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样的位置O，

3、记下弹簧测力计读数F'和细绳的方向，用刻度尺从O点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F'的图示。（6）比较力F'与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向，在实验误差允许范围内是否相同，得出结论。（7）改变两个力F1、F2的大小和夹角，再重复实验两次。6．数据处理(1)理论值：在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。(2)测量值：按同样的比例用刻度尺从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力F′的图示。(3)相比较：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

4、否相等。7．注意事项（1）正确使用弹簧测力计①本实验中弹簧测力计在使用前将其水平放置，然后检查、校正零点；将两只弹簧测力计钩好后水平对拉，选择在拉伸过程中读数相同的两只弹簧测力计。②使用时应使弹簧测力计与板面平行，被测力的方向与弹簧测力计轴线一致，读数时应正对、平视刻度。③在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力适当大些。（2）规范实验操作①在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同。②细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，取掉细绳套后，再将所标点与O点连一

5、直线确定力的方向。③在同一次实验中，作力的图示时，应该选定相同的标度，并且要选取恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大面画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。④由作图法得到的F和实际测量得到F'的不可能完全符合，但在实验误差允许范围内可认为F和F'符合即可。8．误差分析（1）误差来源：本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还出现读数误差，作图误差等．（2）减小误差的方法：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三角板，使表示两力的对边一定要平行．两个分力F1

6、、F2之间夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差△F也越大，所以实验中不要把θ取得太大，但也不要太小，以60°~100°为宜．做图时选取恰当的标度尽量使图画得大一些．1．实验原理的理解把实验中得到的两个分力利用平行四边形定则作图得到的合力，是理论上的合力；用一个力拉时该力的效果与两个力拉的效果相同，是实际的合力．本实验验证的就是按平行四边形定则求得的合力与实际的合力，在误差允许范围内是否一致。【名师点睛】（1）要正确选好实验器材，必须理解实验原理和方法。（2）本实验中要弄清“两个合力”：用一个弹簧测力计也拉到O点时的拉力F'为实验测出的合力，而用平行四

7、边形定则作出的力【典例探究】【典例1】在做“验证力的平行四边形定则”实验时：（1）除已有的器材（方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔）外，还必须和。（2）要使每次合力与分力产生相同的效果，必须（）A．每次橡皮条拉到相同的位置B．每次都把橡皮条拉直C．每次准确读出弹簧测力计的示数D．每次记准细绳的方向（3）某同学在某次实验中的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图中是力F1与F2的合力的理论值；是力F1与F2的合力的实验值．通过把和进行比较，验证平行四边形定则。【典例2】如图所示是两位同学在研究“共点力的合成”时得

8、到的实验结果，若F'为一个弹簧测力计也