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实验、验证平行四边形定则


实验器材: 方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、 橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻 度尺、图钉(几个)、细芯铅笔.
实验步骤: 1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板
上.并用图钉把橡皮条的一端固 定在A点,橡 皮条的另一端拴上两个细绳套. 2. 用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度 地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O,如 图2-6-1所示,记录两弹簧测力计的读数, 用铅笔描下O点的位置及此 时两细绳套的方向.
上 述 步 骤 中 : (1) 有 重 要 遗 漏 的 步 骤 的 序 号 是 ________和________;
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 ________________.
第6讲 实验 验证力的平行四边形定则
实验目的:
验证互成角度的两个力合成时的平行 四边形定则.
实验原理:
如果使F1、F2的共同作用效果与另一个力F′ 的作用效果相同(橡皮条在某一方向伸长一定 的长度),那么根据F1、F2用平行四边形定则 求出的合力F,应与F′在实验误差允许范围内 大小相等、方向相同.
5.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方 向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示.
6.比较一下,力F′与用平行四边形定则求出 的合力F在误差范围内大小和方向上是否相 同.
7.改变两个力F1与F2的大小和夹角,再重复 实验两次.
注意事项:
1.在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点 的位置一定要相同.
2.用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度 地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不 宜太大,以60°~100°之间为宜.
解析:(1)根据验证力的平行四边形定则的操作规 程可知,有重要遗漏的步骤的序号是C、E.(2)在C 中未记下两条绳的方向.E中未说明是否把橡皮条 的结点拉到了同一位置O.
答案:(1)C E (2)在C中未记下两条绳的方向 E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O
热考题型
题型1、对实验原理的理解
【例1】(1)在做“验证力的平行四边形定则” 实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用 两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某 一确定的O点,以下操作中错误的是( )
A.同一次实验中,O点位置允许变动
B.实验中,要记录弹簧测力计的读数和O 点的位置
C.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点 时两个弹簧测力计之间的夹角必须取 90° D.实验中,要始终将其中一个弹簧测力 计沿某一方向拉到最大量程,然后调节 另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把 橡皮条另一端拉到O点
(2)如图2-6-2所示,是甲、乙两位同学 在做本实验时得到的结果,其中F是用 作图法得到的合力,F′是通过实验测得 的合力,则哪个实验结果是符合实验事 实的?______(填“甲”或“乙”)
图2-6-2
解析:(1)由合力的定义,只有两次都把橡皮条拉到 同一个位置(O点),实验中测得的才是合力,A说法 是错误的.实验中,除了要记录弹簧测力计的读数、 O点的位置以外,还要记录两个分力的方向(即绳子 拉的方向),B说法是错误的.两个弹簧测力计之间 的夹角实际上就是两个分力的夹角,这个夹角并非 一 定 取 90° , 理 论 上 是 任 意 的 , C 说 法 也 是 错 误 的.实验中如果始终将其中一个弹簧测力计沿某一 方向拉到最大量程,则在调节另一个弹簧测力计时 很容易使得这个弹簧测力计超过其量程,这是不允 许的,D说法也是错误的.
图2-6-1
3.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条 的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计 的读数和细绳套的方向.
4.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只弹簧 测力计的读数F1和F2的图示,并以F1和F2为 邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行 四边形的对角线,此对角线即为合力F的图 示.
(2)因为F′是只用一个弹簧测力计拉橡皮条 得到的,所以拉力的方向(实验中测得 的合力方向)一定沿着橡皮条的方向,即F′ 的方向沿着橡皮条的方向.实验中用作图 法得到的合力F由于实验误差,不一定沿 着橡皮条的方向,故甲图更符合 实验事实. 答案:(1)ABCD 2】 某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时, 主要步骤是:
误差分析:
本实验的误差除弹簧测力计本身的误差外, 还主要来源于以下两个方面:
1.读数误差 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.读数时眼睛 一定要正视,要按有效数字正确读数和记 录.
2.作图误差
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.
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
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,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.
3.在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度 内的前提下,测量数据应尽量大一些.
4.细绳套应适当长一些,便于确定力的 方向.不要直接沿细绳套方向画直线, 应在细绳套两端画个投影点,去掉细 绳套后,连直线确定力的方向.
5.在同一次实验中,画力的图示选定的 标度要相同,并且要恰当选定标度,
使力的图示稍大一些.
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