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2015-2016学年高中物理 第三章 第八课时 实验:验证力的平行四边形定则学案 新人教版必修1


第八课时 实验:验证力的平行四边形定则

实验目的 1.练习用作图法求两个力的合力. 2 .验证互成 角度的两个力合成的平行四边形定则. 实验原理 1.若用一个力 F′或两个力 F1 和 F2 共同作用都能把橡皮条沿某一方向拉至相同长度, 即力 F′与 F1、F2 的共同作用效果相同,那么 F′为 F1、F2 的合力. 2.用弹簧测力计分别测出 F′和 F1、

F2 的大 小,并记下它们的方向,作出 F′和 F1、

F2 的图示,以 F1、F2 的图示 为邻边作平行四边形,其对角线即为用平行四边形定则求得的 F1、F2 的合力 F.
3.比较 F′与 F,若它们的长度和方向在误差允许的范 围内相等,则可以证明平行四 边形定则的正确性. 实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉(若干). 实验步骤 1. 用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.

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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,使橡皮条伸长到某一位 置 O, 如图所示, 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. 4.用铅笔和刻度尺从结点 O 沿两细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测 力计的读数 F1 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. 5.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置 O,记下弹簧测力 计的读数和细绳的方向, 用刻度尺从 O 点按同样的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 在大小和方向上是否相同. 7.改变两个力 F1 与 F2 的大小和夹角,再重复实验两次. 误差分析 1.误差来源. 除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图 误差等. 2.减小误差的办法. (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)作图时使用刻度 尺并借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行. (3)因两个分力 F1、F2 间的夹角 θ 越大,用平行四边形定则作出的合力 F 的误差Δ F 就 越大.所以,实验中不要把 θ 取得太大,但也不宜太小,以 60°~120°之间为宜. 注意事项 1.正确使用弹簧测力计.

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(1)测量前应首先检查弹簧测力计的零点是否准确,注意使用中不要超过其弹性限度. (2)实验时,弹簧测力计必须保持与 木板平行,且拉力应沿轴线方向.弹簧测力计的 指 针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的 限位孔发生摩擦. (3)读数时应正对、平视刻度,估读到最小刻度的下一 位. 2.规范实验操作. (1)位置不变:在同一次实验中,将橡皮条拉长时结点的位置一定要相同. (2)角度合适:两个弹簧测力计所拉细绳套的夹角不宜太小,也不宜太大,以 60°~ 100°为宜. (3)在不超出弹簧测力计量程及在橡皮条弹性限度内的前提下, 测量数据应尽量大一些. (4)细绳套应适 当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套方向画直线,应在细 绳套两端画个投影点,去掉细绳套后,连直线确定力的方向. 3.规范合理作图. 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.

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