《高一物理40个经典专题（人教版必修第一册）》专题23 （实验）验证力的平行四边形定则

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专题 23 （实验）验证力的平行四边形定则

基础实验技能

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同。

2.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。

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.如图甲所示。

（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，如图乙所示。

（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同。

方法规律总结

1.正确使用弹簧测力计

（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.结点

（1）定位 O点时要力求准确；

（2）同一次实验中橡皮筋拉长后的 O点必须保持位置不变。

2.拉力

（1）用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向；

（2）应使橡皮筋、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内；

（3）两个分力 F1、F2间的夹角 θ不要太大或太小。

3.作图

（1）在同一次实验中，选定的比例要相同；

（2）严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力。

3.误差分析

1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差；

2.使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在

会造成误差；

3.两次测量拉力时，橡皮筋的结点没有拉到同一点会造成偶然误差；

4.两个分力的夹角太小或太大，F1、F2数值太小，应用平行四边形定则作图时，会造成偶然误差。

1.在探究求合力的方法的实验中，用一只弹簧测力计拉橡皮条时要和用两只弹簧测力计拉时结点的位置重

合，这样操作主要采用的科学方法是（　　）

A.控制变量的方法

B.等效替代的方法

C.理论推导的方法

D.理想实验的方法

2.在做完“验证力的平行四边形定则”实验后，某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下

如下几条体会，你认为他的体会中正确的是（）

A.用两只弹簧测力计拉橡皮条时，应使两细绳套间的夹角为 90°，以便算出合力的大小

B.用两只弹簧测力计拉时合力的图示 F与用一只弹簧测力计拉时图示 F′不完全重合，在误差允许范围内，

可以说明“力的平行四边形定则”成立

C.若F1、F2方向不变，而大小各增加 1 N，则合力的方向也不变，大小也增加 1 N

D.在用弹簧测力计拉橡皮条时，要使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行

3.有同学利用如图所示的装置来探究求合力的方法：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮 A和

B，将绳子打一个结点 O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力

FTOA、FTOB 和FTOC，回答下列问题：

（1）（多选）改变钩码个数，实验能完成的是（　　）

A.钩码的个数 N1＝N2＝2，N3＝4

B.钩码的个数 N1＝N3＝3，N2＝4

C.钩码的个数 N1＝N2＝N3＝4

D.钩码的个数 N1＝3，N2＝4，N3＝5

（2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是（　　）

A.标记结点 O的位置，并记录 OA、OB、OC 三段绳子的方向

B.量出 OA、OB、OC 三段绳子的长度

C.用量角器量出三段绳子之间的夹角

D.用天平测出钩码的质量

（3）在作图时，你认为图中________（选填“甲”或“乙”）是正确的.

4.某同学用如图甲所示的装置探究求合力的方法.将一木板（图中未画出）竖直放置与铁架台和轻弹簧所在

平面平行.其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：

（1）如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置 O；

（2）卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置 O，记录细绳套

AO、BO 的________及两弹簧测力计相应的读数.图乙中 B弹簧测力计的读数为________N；

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