实验三 验证力的平行四边形定则
一、基本原理与操作
原理装置图
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操作要领
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互成角度的两个力与一个力产生相同的效果
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(1)等效:同一次实验中橡皮条拉长后的结点O位置必须保持不变
(2)拉力:沿弹簧测力计轴线方向拉,橡皮条、弹簧测力计和细绳套与纸面平行;两分力F1、F2的夹角不要太大或太小
(3)记录:记下每次各力的大小和方向
(4)作图:选定比例要相同,严格按力的图示要求作平行四边形求合力
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二、数据处理
(1)画出F1、F2的图示,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。
(2)画出拉力F′的图示。
(3)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。
注意事项
操作不忘“三”“二”“一”
(1)用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和结点O的位置)。
(2)用一个弹簧测力计拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧测力计示数和细绳方向)。
(3)“一注意”(结点O的位置必须在同一位置)等。
误差来源
(1)弹簧测力计本身的误差;
(2)读数误差、作图误差等。
热点一 教材原型实验
命题角度 对实验方法及实验步骤的考查
【例1】 某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图1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。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
图1
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________。
(2)本实验采用的科学方法是________。
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
(3)实验时,主要的步骤是:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示;
F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。
上述步骤中,①有重要遗漏的步骤的序号是________和________;
②遗漏的内容分别是__________________________________________________
和_________________________________________________________________。
解析 (1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向;而两根弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力,根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力,由于误差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F′。