《高中物理一轮复习讲义》力学实验3　验证力的平行四边形定则

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实验三　验证力的平行四边形定则
一、基本实验要求
1．实验原理
互成角度的两个力 F1、F2与另外一个力 F′产生相同的效果，看 F1、F2用平行四边形定则求出
的合力 F与F′在实验误差允许范围内是否相等．
2．实验器材
木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳套（两个）、弹簧测力计（两个）、三角板、刻度尺．
3．实验步骤
（1）用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上．
（2）用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某
一位置 O．如实验原理图所示．
（3）用铅笔描下结点 O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三
角板根据平行四边形定则求出合力 F.
（4）只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到 与前面相同的位置
O ，记下弹簧测力
计的读数 F′和细绳的方向．
（5）比较 F′与用平行四边形定则求得的合力 F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等．
二、规律方法总结
1．正确使用弹簧测力计
1
（1）将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，
直至相同为止．
（2）使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围．
（3）被测力的方向应与轴线方向一致．
（4）读数时应正对、平视刻度．
2．注意事项
（1）位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同．
（2）角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜
太大，以 60°～100°为宜．
（3）在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些．细绳套应适当长一些，便于确
定力的方向．
（4）统一标度：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．
3．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盘，要按有效数字位数要求和弹簧测力计
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．
考点一 实验原理及实验操作
例1、某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计 A挂于固定点
P，下端 用细线挂一重物 M．弹簧测力计 B的一端用细线系于 O点，手持另一端向左拉，使结点
O静止在某位置．分别读出弹簧测力计 A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录 O点的位置
和拉线的方向．
2
（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N，图中 A的示数为________N.
（2）下列不必要的实验要求是________．（请填写选项前对应的字母）
A．应测量重物 M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使 O点静止在同一位置
（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计 A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．
① ；②
（4）本实验采用的科学方法是________（填字母代号）
A．理想实验法　　　　　　 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
考点二 数据处理及误差分析
例2、在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中 A为固定橡
皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB 和OC 为细绳．
（1）图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法中正确的是（　　）
3
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