一、实验目的
1.探究两个互成角度的共点力与其合力间的关系。
2.学习用等效思想探究矢量合成的方法。
二、实验原理
1.让两个互成角度的共点力F1与F2作用于某一物体,并产生明显的作用效果。
2.用一个力F来代替F1和F2,产生同样的作用效果。
3.测出F1、F2和F,比较它们的大小和方向,找出规律。
三、实验器材
木板、橡皮筋、细线、弹簧测力计、图钉、白纸、铅笔、刻度尺、三角板。
四、实验步骤
1.如图(a)所示,在铺有白纸的木板上,将橡皮筋一端用图钉固定于A点,另一端与两细线打一个结点B。两细线分别挂上弹簧测力计。
2.如图(b)所示,分别用力拉两只弹簧测力计,用铅笔标出结点B被拉伸到的位置,记为O点。记下此时两只弹簧测力计的示数F1、F2,并沿两细线标记出力的方向。
3.如图(c)所示,用力拉一只弹簧测力计,同样将结点B拉到O处,记下此时弹簧测力计的示数F,并沿细线标记出力的方向。
4.用力的图示画出F1、F2及F。
五、数据分析及结论
1.数据分析
(1)比较F1、F2、F的大小和方向,能否看出三者之间的关系?试一试,将F1、F2、F的箭头端用虚线连起来,找出满足的规律并进行论证。
(2)改变两个力F1与F2的大小和夹角,再重复上述实验两次。
2.实验结论
在实验误差允许的范围内,F是F1与F2的合力,F1、F2和F满足平行四边形定则。
六、误差分析
1.使用中,弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间,以及弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在会引起系统误差。
2.两次测量拉力时,橡皮筋的结点不可能做到完全拉到同一点而造成偶然误差。
3.两个分力的夹角太小或太大,F1、F2数值太小,作出力的图示求合力时,都可能造成偶然误差。