第二章實(shí)驗(yàn)三驗(yàn)證力的平行四邊形定則

1、返回返回一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?1)會(huì)使用彈簧測(cè)力計(jì)。會(huì)使用彈簧測(cè)力計(jì)。(2)驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)的平行四邊形定則。驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)的平行四邊形定則。返回二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理(1)等效法：一個(gè)力等效法：一個(gè)力F的作用效果和兩個(gè)力的作用效果和兩個(gè)力F1、 F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡的作用效果都是讓同一條一端固定的橡 皮條伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)，所以一個(gè)力皮條伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)，所以一個(gè)力F就是這就是這 兩個(gè)力兩個(gè)力F1和和F2的合力，作出力的合力，作出力F的圖示，的圖示， 圖實(shí)圖實(shí)31 如圖實(shí)如圖實(shí)31所示。所示。返回(2)平行四邊形法：根據(jù)平行四邊形定則作出力平行四邊形法：根

2、據(jù)平行四邊形定則作出力F1和和F2的合的合 力力F的圖示。的圖示。(3)驗(yàn)證：比較驗(yàn)證：比較F和和F的大小和方向是否相同，若在誤差允的大小和方向是否相同，若在誤差允 許的范圍內(nèi)相同，則驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。許的范圍內(nèi)相同，則驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材 方木板、白紙，彈簧測(cè)力計(jì)方木板、白紙，彈簧測(cè)力計(jì)(兩只兩只)，橡皮條，細(xì)繩套，橡皮條，細(xì)繩套(兩個(gè)兩個(gè))，三角板，刻度尺，圖釘，三角板，刻度尺，圖釘(幾個(gè)幾個(gè))。返回四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。(2)用圖釘把橡皮條的一端固定在用圖釘把橡皮條的

3、一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上 兩個(gè)細(xì)繩套。兩個(gè)細(xì)繩套。返回(3)用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與繩互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)伸長(zhǎng)到某一位置的結(jié)點(diǎn)伸長(zhǎng)到某一位置O，如圖實(shí)，如圖實(shí)32所示，記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，所示，記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩的方向。點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩的方向。(4)只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向。，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)

4、和細(xì)繩套的方向。(5)改變兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，再重做兩次實(shí)驗(yàn)。改變兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，再重做兩次實(shí)驗(yàn)。圖實(shí)圖實(shí)32返回五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理(1)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和和F2的圖示，的圖示，并以并以F1和和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過(guò)為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過(guò)O點(diǎn)畫平點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示。的圖示。(2)用刻度尺從用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)

5、步點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)步 驟驟(4)中彈簧測(cè)力計(jì)的拉力中彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F的圖示。的圖示。(3)比較比較F與與F是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗(yàn)證平是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗(yàn)證平 行四邊形定則。行四邊形定則。返回六、注意事項(xiàng)六、注意事項(xiàng)(1)同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是：將兩只同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤對(duì)拉，若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤對(duì)拉，若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在對(duì)拉過(guò)程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另?yè)Q，拉過(guò)程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另?yè)Q，直至相同為止。直至相同為止。(2)在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡

6、皮條拉長(zhǎng)時(shí)，結(jié)點(diǎn)在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)，結(jié)點(diǎn)O位置一定要位置一定要 相同。相同。返回(3)用兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，夾用兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，夾 角不宜太大也不宜太小，在角不宜太大也不宜太小，在60100之間為宜。之間為宜。(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)與木板平行，讀數(shù)時(shí)眼睛要正視彈實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)與木板平行，讀數(shù)時(shí)眼睛要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度，在合力不超過(guò)量程及橡皮條彈性限簧測(cè)力計(jì)的刻度，在合力不超過(guò)量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些。度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些。返回(5)細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向。不要直接細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)

7、長(zhǎng)一些，便于確定力的方向。不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與一個(gè)點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連接，即點(diǎn)連接，即可確定力的方向?？纱_定力的方向。(6)在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同， 并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些。并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些。返回七、誤差分析七、誤差分析(1)彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差。彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差。(2)讀數(shù)誤差和作圖誤差。讀數(shù)誤差和作圖誤差。(3)兩分力兩分力F1、F2間的夾角間的夾角

8、越大，用平行四邊形定則作圖越大，用平行四邊形定則作圖 得出的合力得出的合力F的誤差的誤差F也越大。也越大。返回八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 本實(shí)驗(yàn)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)也可以完成實(shí)驗(yàn)，具體操作本實(shí)驗(yàn)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)也可以完成實(shí)驗(yàn)，具體操作如下：如下：(1)把兩條細(xì)繩中的一條細(xì)繩與彈簧測(cè)力計(jì)連接，另一條細(xì)把兩條細(xì)繩中的一條細(xì)繩與彈簧測(cè)力計(jì)連接，另一條細(xì)繩用手直接抓住，然后同時(shí)拉這兩條細(xì)繩，使結(jié)點(diǎn)至繩用手直接抓住，然后同時(shí)拉這兩條細(xì)繩，使結(jié)點(diǎn)至O點(diǎn)，記下兩條細(xì)繩的方向和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)點(diǎn)，記下兩條細(xì)繩的方向和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1。返回(2)放回橡皮條后，將彈簧測(cè)力計(jì)連接到另一細(xì)繩上，用放回橡皮條后，將彈簧測(cè)

9、力計(jì)連接到另一細(xì)繩上，用手再同時(shí)拉這兩條細(xì)繩，使結(jié)點(diǎn)至手再同時(shí)拉這兩條細(xì)繩，使結(jié)點(diǎn)至O點(diǎn)，并使兩條細(xì)繩點(diǎn)，并使兩條細(xì)繩位于記錄下來(lái)的方向上，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)位于記錄下來(lái)的方向上，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2。其他步驟與提供兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)相同。其他步驟與提供兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)相同。這種操作的優(yōu)點(diǎn)是能減小因兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的不同而帶這種操作的優(yōu)點(diǎn)是能減小因兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的不同而帶來(lái)的誤差，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程麻煩。來(lái)的誤差，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程麻煩。返回返回例例1（雙選）在探究求合力的方法時(shí)，先將橡皮條（雙選）在探究求合力的方法時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩的一端固定在水平木板上，另一端系上帶

10、有繩套的兩根細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過(guò)根細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧秤通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條。用一個(gè)彈簧秤通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條。返回(1)實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中，下列哪些說(shuō)法是正確實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中，下列哪些說(shuō)法是正確的的_(填字母代號(hào)填字母代號(hào))。A將橡皮條拉伸相同長(zhǎng)度即可將橡皮條拉伸相同長(zhǎng)度即可B將橡皮條沿相同方向拉到相同長(zhǎng)度將橡皮條沿相同方向拉到相同長(zhǎng)度C將彈簧秤都拉伸到相同刻度將彈簧秤都拉伸到相同刻度D將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置將橡皮條和繩的

11、結(jié)點(diǎn)拉到相同位置返回(2)同學(xué)們?cè)诓僮鬟^(guò)程中有如下議論，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤同學(xué)們?cè)诓僮鬟^(guò)程中有如下議論，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說(shuō)法是差有益的說(shuō)法是_(填字母代號(hào)填字母代號(hào))。A兩細(xì)繩必須等長(zhǎng)兩細(xì)繩必須等長(zhǎng)B彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行C用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大可能大D拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩 點(diǎn)要遠(yuǎn)些點(diǎn)要遠(yuǎn)些返回解析解析(1)選項(xiàng)選項(xiàng)B、D能保證兩次拉伸橡皮條過(guò)程中效果相能保證兩次拉伸橡皮條過(guò)程中效果相同，保證兩次的拉力是合力和分

12、力關(guān)系。同，保證兩次的拉力是合力和分力關(guān)系。(2)平行四邊形是平面圖形，所以要探究平行四邊形定則，平行四邊形是平面圖形，所以要探究平行四邊形定則，選項(xiàng)選項(xiàng)B是必須的。選項(xiàng)是必須的。選項(xiàng)D能更方便地確定拉力的方向。能更方便地確定拉力的方向。答案答案(1)BD(2)BD返回例例2李明同學(xué)在做李明同學(xué)在做“互成角度的兩個(gè)力互成角度的兩個(gè)力的合成的合成”實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置筋的結(jié)點(diǎn)位置O點(diǎn)以及兩只彈簧秤拉力的點(diǎn)以及兩只彈簧秤拉力的大小，如圖實(shí)大小，如圖實(shí)33所示。所示。(1)試在圖中作出無(wú)實(shí)驗(yàn)誤差情況下試在圖中作出無(wú)實(shí)驗(yàn)誤差情況下F1和和 圖實(shí)圖實(shí)33F

13、2的合力圖示，并用的合力圖示，并用F表示此力。表示此力。返回(2)有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是_。A兩彈簧秤的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大兩彈簧秤的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧秤的拉力是分力橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧秤的拉力是分力C兩次拉橡皮筋時(shí)，需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置兩次拉橡皮筋時(shí)，需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O。 這樣做的目的是保證兩次彈簧秤拉力的效果相同這樣做的目的是保證兩次彈簧秤拉力的效果相同D若只增大某一只彈簧秤的拉力大小而要保證橡皮筋若只增大某一只彈簧秤的拉力大小而要保證橡皮筋 結(jié)點(diǎn)位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧秤拉力的大小結(jié)

14、點(diǎn)位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧秤拉力的大小 即可即可返回圖實(shí)圖實(shí)34(3)如圖實(shí)如圖實(shí)34所示是張華和李明兩位同學(xué)在做以上所示是張華和李明兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？實(shí)？(力力F是用一只彈簧秤拉時(shí)的圖示是用一只彈簧秤拉時(shí)的圖示)答：答：_。返回(4)在以上比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)中，造成誤差的在以上比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)中，造成誤差的主要原因是什么？主要原因是什么？(至少寫出兩種情況至少寫出兩種情況)答：答：_。返回解析解析(1)根據(jù)平行四邊形定則，作出如圖根據(jù)平行四邊形定則，作出如圖所示的合力。所示的合

15、力。(2)根據(jù)合力與分力的關(guān)系，兩個(gè)分力都可以根據(jù)合力與分力的關(guān)系，兩個(gè)分力都可以大于合力，因此兩彈簧秤的拉力可以同時(shí)比大于合力，因此兩彈簧秤的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大，橡皮筋的拉力大，A正確；兩彈簧秤的拉力是分力，橡皮筋正確；兩彈簧秤的拉力是分力，橡皮筋的拉力與兩彈簧秤的拉力的合力等大反向，的拉力與兩彈簧秤的拉力的合力等大反向，B錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；C項(xiàng)中的項(xiàng)中的敘述正確；若只增大某一只彈簧秤的拉力大小而要保證橡皮敘述正確；若只增大某一只彈簧秤的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只調(diào)整另一只彈簧秤拉力的大小不一定能筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只調(diào)整另一只彈簧秤拉力的大小不一定能達(dá)到效果，有時(shí)還要調(diào)整方向，

16、達(dá)到效果，有時(shí)還要調(diào)整方向，D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。返回(3)張華做的符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)。張華做的符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)。(4)F1的方向比真實(shí)方向偏左。的方向比真實(shí)方向偏左。F2的大小比真實(shí)值偏的大小比真實(shí)值偏大且方向比真實(shí)方向偏左。作圖時(shí)兩虛線不分別與大且方向比真實(shí)方向偏左。作圖時(shí)兩虛線不分別與F1線和線和F2線平行。線平行。答案答案見(jiàn)解析見(jiàn)解析返回例例3如圖實(shí)如圖實(shí)35所示，某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用所示，某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用DIS實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置研究支架上力的分解，驗(yàn)裝置研究支架上力的分解，A、B為兩個(gè)相同的雙向力為兩個(gè)相同的雙向力傳感器，該型號(hào)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正，受到壓傳感器，該型號(hào)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正，受到壓

17、力時(shí)讀數(shù)為負(fù)。力時(shí)讀數(shù)為負(fù)。A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩，可沿固定的板連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩，可沿固定的板做圓弧形移動(dòng)。做圓弧形移動(dòng)。B固定不動(dòng)，通過(guò)光滑鉸鏈連接長(zhǎng)固定不動(dòng)，通過(guò)光滑鉸鏈連接長(zhǎng)0.3 m的桿。將細(xì)繩連接在桿右端的桿。將細(xì)繩連接在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架。保持桿在水點(diǎn)構(gòu)成支架。保持桿在水平方向，按如下步驟操作：平方向，按如下步驟操作：返回圖實(shí)圖實(shí)35返回測(cè)量繩子與水平桿的夾角測(cè)量繩子與水平桿的夾角AOB對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零用另一根繩在用另一根繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼，記錄兩個(gè)傳感器的讀數(shù)點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼，記錄兩個(gè)傳感器的讀數(shù)取下鉤碼，移動(dòng)傳感器取下鉤碼，移動(dòng)傳感器A改變改變角角重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，得到表格。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，得到表格。返回F11.0010.5801.002F20.8680.2910.8653060150返回(1)根據(jù)表格，根據(jù)表格，A傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力_(選填選填“F1” 或或“F2”)。鉤碼質(zhì)量為。鉤碼質(zhì)量為_(kāi) kg(保留保留1位有效數(shù)字位有效數(shù)字)。(2)本實(shí)驗(yàn)中多次對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零，對(duì)此操作說(shuō)明正確的本實(shí)驗(yàn)中多次對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零，對(duì)此操作說(shuō)明正確的是是 ()A因?yàn)槭孪韧浾{(diào)零因?yàn)槭孪韧浾{(diào)零B何時(shí)調(diào)零對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響