二、实验原理
一个力F的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮筋伸长到同一点,所以力F就是这两个力F1和F2的合力。作出力F1、F2和F的图示,再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F′的图示,如图所示。比较F和F′的大小和方向,若在实验误差允许范围内相等,则可验证平行四边形定则。
三、实验器材
方木板一块,弹簧秤两个,白纸,橡皮条一段,细绳套两个,图钉(若干),三角板,刻度尺,铅笔。
四、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拉两个细绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,结点到达某一位置O。
(3)用铅笔描下结点O的位置和两条细绳的方向,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,通过细绳套把橡皮筋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,判断在实验误差允许的范围内是否相等。
五、误差分析
除弹簧测力计本身的误差外,实验误差主要来源于读数误差和作图误差两个方面。
(1)减小读数误差的方法:弹簧测力计数据在允许的情况下,尽量大一些。
(2)减小作图误差的方法:作图时两力的对边一定要平行,两个分力F1、F2间的夹角越大,用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大,所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大。
六、注意事项
(1)正确使用弹簧测力计:①本实验需要选用规格相同的两只弹簧测力计;②使用时读数尽量大,但不能超出量程;③被测力的方向与轴线方向要一致;④读数时应正对、平视刻度。
(2)位置不变:在同一次实验中,橡皮筋拉长后,结点O的位置必须保持不变。