实验二力的平行四边形定则.docVIP

实验　力的平行四边形定则,　　　　　[学生用书]) 一、实验目的验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则．培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力．二、实验原理互成角度的两个力F、F与另外一个力F′产生相同的效果看F、F用平行四边形定则求出的合F与F′在实验误差允许范围内是否相等．三、实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺、铅笔．四、实验步骤用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．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．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与绳的结点伸长到某一位置O如图所O点的位置及此时两细绳的方向． 4．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套的方向．改变两弹簧测力计拉力的大小和方向再重做两次实验． 一、数据处理用铅笔和刻度尺从结点O沿两F1和F的图示并以F和F为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形过O点画平行四边形的对角线此对角线即为合力F的图示．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中弹簧测力计的拉力F′的图示．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合从而验证平行四边形定则．二、注意事项同在同一次实验中使橡皮条拉长时结点O位置一定要相同．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时夹角不宜太大也不宜太小在60～100之间为宜．实验时弹簧测力计应与木板平行读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下拉力的数值尽量大些．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去掉细绳套后再将所标点与O点连接即可确定力的方向．在同一次实验中画力的图示所选定的标度要相同并且要恰当选取标度使所作力的图示稍大一些．三、误差分析弹簧测力计本身的误差．读数误差和作图误差．两分力F、F间的夹角θ越大用平行四边形定则作图得出的合力F的误F也越大． 　　　　　　实验步骤和误差分析[学生用书] 　在验证“力的平行四边形定则”的实验中有下列实验步骤：a．在桌上放一块方木板在方木板上用图钉固定一张白纸把橡皮条的一端固定在板上的A点．只用一只弹簧测力计通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O记下弹簧测力计的示数F′和细绳的方向按同样比例作出力F′的图示．改变两个分力的大小和夹角再做两次实验．记下两只弹簧测力计的示数F、F及结点的位置描下两条细绳的方向在纸上按比例作出力F和F的图示用平行四边形定则求出合力F.比较力F′与F可以看出它们在实验误差允许把两条细绳系在橡皮条的另一端通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条橡皮条伸长使结点到达某一位置O. 完成下列填空：(1)上述步骤中正确的顺序是______________(填写步骤前面的字母)．(2)下列哪些措施能减小实验误差________．两条细绳必须等长弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平面平行拉橡皮条的细绳要稍长一些标记同实验前先把实验所用的两只弹簧测力计的挂钩相互钩住平放在桌面上向相反方向拉动检查读数是否相同若不同则进行调节使之相同[解析]　(1)先固定好白纸和橡皮条两个弹簧测力计拉橡皮条到结点O记下两个力的大小和方向然后用一个弹簧测力计拉橡皮条到O点记下拉力的大小和方向由平行四边形定则画出两个力的合力与第二次的一个力比较大小和方向；改变两个分力的大小和夹角重复实验．故实验步骤为(2)两条细绳是否等长不会影响实验误差错误；避免拉力和纸面不平行那样画出的力就不是实际作用力了可以减小误差正确；细绳稍长些这样在描点画力的方向时偏差少误差小正确；实验前调节弹簧测力计使得两个读数标准相同这样画出的平行四边形才准确可以减小误差正确．[答案]　(1)　(2) 　　　　　　实验原理和数据处理[学生用书] 　小明通过实验验证力的平行四边形定则．(1)实验记录纸如图甲所示点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置两弹簧测力计共同作用时拉力 F和 F的方向分别过 P和 P点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时拉力 F的方向过 P点. 三个力的大小分别为：F3.30 N、F＝3.85 和 F＝4.25 请根据图中给出的标度作图求出 F和F的合力． (2)仔细分析实验小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化影响实验结果．他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度发现读数不相同于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响．实验装置如图乙所示将一张白纸固定在竖直放置的木板上橡皮筋的上端固定于 O 点下端 N 挂一重物. 用与白纸平行的水平力缓慢 N，在白纸上记录下N 的轨迹. 重复上述过程再次记录下 N 的轨迹． 两次实验记录的轨迹如图丙所示. 过 O 点作一条直线与轨迹交于 a、b