实验3验证力的平行四边形定则.ppt

实验三 验证力的平行四边形定则,一、实验目的 1会使用弹簧测力计 2验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则,二、实验原理 1等效法：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条伸长到同一点，所以一个力F就是这两个力F1和F2的合力，作出力F的图示，如图所示,2平行四边形法：根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示 3验证：比较F和F的大小和方向是否相同，若在误差允许的范围内相同，则验证了力的平行四边形定则,三、实验器材 方木板、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),四、实验步骤 1在水平桌面上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上 2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，细绳的另一端各系上细绳套 3用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图所示,4用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧测力计的示数 5用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿两条细绳的方向画直线，按一定的标度作出两个力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形，过O点的平行四边形的对角线即为合力F.,6只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O，读出并记录弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度用刻度尺从O点作出这个力F的图示 7比较F与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向，看它们在实验误差允许的范围内是否相等 8改变F1和F2的大小和方向，再做两次实验,五、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，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应调整或另换，直至相同为止 2在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O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60100之间为宜,4读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦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，去掉细绳套后，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，使所作力的图示稍大一些,六、误差分析 1弹簧测力计本身的误差 2读数误差和作图误差 3两分力F1、F1间的夹角越大，用平行四边形定则作图得出的合力F的误差F也越大,七、实验改进 本实验用一个弹簧测力计也可以完成，具体操作如下： (1)把两条细绳中的一条细绳与弹簧测力计连接，另一条细绳用手直接抓住，然后同时拉这两条细绳，使结点至O点，记下两条细绳的方向和弹簧测力计的示数F1. (2)放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一细绳上，用手再同时拉这两条细绳，使结点至O点，并使两条细绳位于记录下来的方向上，读出弹簧测力计的示数F2.,其他步骤与提供两只弹簧测力计相同 这种操作的优点是能减小因两弹簧测力计的不同而带来的误差，但实验过程稍麻烦.,(2014泰州模拟)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图)实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.,实验数据的处理,(1)某同学在做该实验时认为： A拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好 B拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行 C橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些 D拉力F1和F2的夹角越大越好 其中正确的是_(填入相应的字母),ABC,(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则_(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是_,不能,量程太小,(2012浙江理综，22,10分)在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤 (1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：,实验原理和实验误差的分析,用作图法求得该弹簧的劲度系数k_N/m.,53,(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为_ N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请在图中画出这两个共点力的合力F合； (3)由图得到F合_N.,2. 10,3.3,在课外活动小组进行研究性学习的过程中，某研究小组设计了一个实验来验证力的平行四边形定则，其设计方案为：用三根相同的橡皮带、四个图钉、一把直尺和一支铅笔、三张白纸、平木板来验证力的平行四边形定则其步骤如下： 将拴有橡皮条的图钉A、B适当张开钉在木板上，拉第三根橡皮条，使三根橡皮条互成角度拉伸，待结点处的图钉O静止时，钉下C图钉，并记录图钉O的位置和图钉A、B、C的位置,实验创新设计,将x1、x2、x3按一定比例图示表示出来，以x1、x2为邻边作平行四边形，求出其对角线OC，比较OC与OC的长度(即x3的长度)及方向，若相等，且在一条直线上，则达到目的，若OC与OC有一微小夹角，则有误差(如图所示)：,测出此时这三根橡皮条的长度L1、L2、L3，分别算出它们的伸长量x1L1L0，x2L2L0，x3L3L0. 将三根橡皮条的一端都拴在一个图钉O上，将这三根橡皮条的另一端分别拴上图钉A、B、C，注意此时四个图钉均未固定在板上 用刻度尺测出橡皮条的自由长度L0，注意从图钉脚之间测起 (1)请你确定该研究小组的实验步骤的顺序是_,(2)对于本实验下列论述中正确的是_ A实验中用到了图钉O受到三个共面共点力而静止，任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反的原理，使合力和分力在一次实验中全部出现，从而简化了实验的过程 B实验中用到了胡克定律，简化了力的测量，可以不用弹簧测力计就完成实验 C由于实验中总有OC与OC的微小夹角，故实验有误差，该方法不可取 D三根橡皮条不能做到粗细、长短完全相同，是该实验的主要误差来源之一,ABD,1在“验证力的平行四边形定则”的实验中，合力与分力的作用效果相同这里作用效果是指 ( ) A弹簧测力计的弹簧被拉长 B固定橡皮条的图钉受拉力产生形变 C细绳套受拉力产生形变 D使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度,D,2.,2 在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图所示)实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条某同学认为在此过程中必须注意以下几项： A两根细绳必须等长 B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 其中正确的是 (),C,3某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向,(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_N.,3.6,(2)下列不必要的实验要求是_(请填写选项前对应的字母) A应测量重物M所受的重力 B弹簧测力计应在使用前校零 C拉线方向应与木板平面平行 D改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 (3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法,D,改变弹簧测力计B拉力的大小； 减小重物M的质量 (或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等),4(2014梅州模拟)共点的两个力的合成实验中，(1)目的是验证两个共点力合成时遵循_法则实验时已提供的器材有：方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(多个)，还缺少的必要的器材是_ (2)在互成角度二力合成的实验中某学生有如下操作步骤，试按合理的顺序将步骤序号填在下面的线上_,A只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条结点拉到O点，记下弹簧测力计读数F和细绳方向 B把橡皮条一端固定在木板上，在橡皮条另一端拴上两根细绳套(此端交点称为结点) C用两个弹簧测力计通过两个互成角度的细绳套拉橡皮条，使之伸长到一定长度，在白纸上记下结点位置O，同时记下两个弹簧测力计读数F1、F2和两根细绳方向 D把白纸钉在木板上 E改变F1、F2的大小和方向，重做两次实验 F用同一比例图示F1、F2和F，作图求出F1和F2合力F，比较F和F得出实验结论,平行四边形,弹簧测力计(两个),DBCAFE,5(2014合肥模拟)有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力FTOA、FTOB和TTOC，回答下列问题：,(1)改变钩码个数，实验能完成的是 () A钩码的个数N1N22，N34 B钩码的个数N1N33，N24 C钩码的个数N1N2N34 D钩码的个数N13，N24，N35,BCD,(2)在拆下钩码和绳子前，应该做好三个方面的记录： _. _. _.,标记结点O的位置,记录OA、OB、OC绳的方向,三段绳上所挂钩码的个数,