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【实验目的】
验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.
【实验原理】
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,所以力
F′就是这两个力F1和F2的合力,作出力F′的图示.
再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图
示,比较F和F′的大小和方向是否相同,若相同,则说
明互成角度两个力合成时遵循平行四边形定则.
实验三验证力的平行四边形定则
要点归纳
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【实验器材】
方木板一块、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(几个)、细
芯铅笔.
【实验步骤】
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.
,互成角度地
拉像皮条,使橡皮条伸长到某一位置O,如图1所示,
记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及
此时两细绳套的方向.
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图1
到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的
方向.
线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和
F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边
形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合
力F的图示.
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用一只弹簧测力计的拉力F′的图示.
,力F′与用平行四边形定则求出的合力F
的大小和方向是否相同.
白纸钉在木板处,两秤同拉有角度,读数画
线选标度,再用一秤拉同处,作出力的矢量图.
锦囊妙诀
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交流与思考每次实验都必须保证结点的位置保持
不变,这体现了怎样的物理思想方法?若两次橡皮条
的伸长长度相同,能否验证平行四边形定则?
每次实验保证结点位置保持不变,是为了使合
力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同,这是
,还
有方向,若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不
同,说明两次效果不同,不满足合力与分力的关系,不
能验证平行四边形定则.
提示
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【注意事项】
,可拴一短细绳
连两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点小些,以便
准确地记录结点O的位置.
,应先调节零刻度,使用时不超
过量程,拉弹簧秤时,应使弹簧秤与木板平行.
,橡皮条伸长时的结点位置要
相同.
,
拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦.
、平视刻度.
,作力的图示,标度要一致.
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交流与思考如何设计实验探究两力合力随角度的变化规律?如何观察合力的变化规律?
保持两力的大小不变,改变两力之间的夹角,
使两力的合力发生变化,可以通过观察结点的位置
变化,判断合力大小的变化情况,结点离固定点越远,
说明两力的合力越大.
提示
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【误差分析】
,橡皮条、细绳和测力计
不在同一个平面内,这样两个测力计的水平分力的
实际合力比由作图法得到的合力小.
,造成
作图的误差.
,如大于120°,再重做
两次实验,为保证结点O位置不变(即保证合力不
变),则α变化范围不大,因而测力计示数变化不显
著,读数误差大.
.
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交流与思考实验时由作图法得到的合力F和单个测
力计测量的实际合力F′忘记标注而造成错乱,你如何
加以区分?
由弹簧测力计测量合力时必须使橡皮条伸直,
所以与AO共线的合力表示由单个测力计测量得到的
实际合力F′,不共线的合力表示由作图法得到的合
力F.
提示
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【例1】在做“互成角度的两个力的合成”实验时,橡
皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的
另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是
()
,O点位置允许变动
,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正
对弹簧秤刻度
,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大
量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,
把橡皮条另一端拉到O点
,把橡皮条的另一端拉到O点时,两弹簧秤之
间夹角应取90°,以便于算出合力的大小
典例剖析