《2022年高考物理二轮复习力学考点深度剖析与训练（全国通用）》专题07 验证力的平行四边形定则（解析版）

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专题 07 验证力的平行四边形定则

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 1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．

4.数据处理

（1）用铅笔和刻度尺从结点 O沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力 F1

和F2的图示。

（2）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中只用一个弹簧测力计的拉力 F′的图示。

（3）以 F1、F2为邻边，用三角板作平行四边形，发现过 O点的对角线与 F′几乎重合，而此时对角线为

F1、F2的合力 F。

（4）比较 F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而得到力的合成满足平行四边形定则。

5．注意事项

（1）同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，读数相同。

（2）在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点 O的位置一定要相同。

（3）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°为宜。

（4）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。

（5）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，移开细绳套后，再将所标点与 O点连接，即可确定力的方向。

（6）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，使所作力的图示稍长一

些。

6．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．

7．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．

1．下列有关高中物理实验的描述中，正确的是（）

A．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木

板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上

B．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量

C．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，弹簧必须水平使用，以克服弹簧所受重力对实验的影响

D．在“研究平抛物体运动”的实验中，斜槽应尽可能光滑

【答案】A

【解析】A．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测

力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上，故A正确；

B．在“验证机械能守恒定律”实验中，不一定要测量物体的质量，因为验证动能的变化量和重力势能的

变化量时，两边都有质量，可以约去比较，故B错误；

C．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，弹簧可以竖直放置，但是要考虑实验前弹簧所受重力伸

长的距离，故C错误；

D．在“研究平抛物体运动”的实验中，要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此只要小球从同

一位置静止释放即可，至于是否光滑没有影响，故D错误。

故选A。

2．在做“验证力的平行四边行定则”实验中，假如F1的大小及方向固定不变（如图所示），那么为了使

橡皮筋仍然伸长到 O点，对 F2来说,下面说法中正确的是______

A．F2可以有多个方向 B．F2的方向和大小可以有多个值

C．F2的方向和大小是唯一确定值 D．F2的方向是唯一的，但大小可有多个值

【答案】C

【解析】因一个弹簧秤的拉力大小、方向不变，而橡皮筋伸长到 O点，说明合力不变，由平行四边形定则

可知另一个大小方向也唯一确定，故ABD 错误，C正确．

3．如图所示，在“探究求合力的方法”实验中，两弹簧测力计将橡皮条拉伸到 O点，以下说法正确的是

（）

A．应平行于木板拉弹簧测力计，且两个测力计都不能超过最大刻度

B．只需记录两个弹簧秤的示数

C．应保证 BO、CO 相互垂直

D．改用一只弹簧测力计拉橡皮筋时，只需保证橡皮条方向与原来一致

【答案】A

【解析】A．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行；并且示数不能超过最大

刻度，故A正确；

B．记录两个弹簧秤的示数和力的方向，故B错误；

C．实验中不需要应保证两个拉力的方向要相互垂直，故C错误；

D．为了保证效果相同，改用一只弹簧测力计拉橡皮条时，不但保证橡皮条方向与原来一致而且自由端仍

要拉到 O点，故D错误。

故选A。

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