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1、如何驗(yàn)證平行四邊形?
一、等效法
兩個(gè)分力共同作用于一個(gè)物體的同一點(diǎn),使物體產(chǎn)生一定的形變或加速度。然后用一個(gè)力單獨(dú)作用于兩分力作用時(shí)的作用點(diǎn)上,調(diào)節(jié)該力的大小和方向,使受力物體產(chǎn)生與兩分力共同作用時(shí)相同的形變或加速度。由于加速度的測量比較復(fù)雜,常采用分力與合力對受力物體的相同形變,實(shí)現(xiàn)兩分力的共同作用與合力單獨(dú)作用等效。這時(shí),與兩分力共同作用等效的一個(gè)力就代表兩分力的合力。
一般選橡皮筋為受力物體,將橡皮筋一端固定,用兩個(gè)互成角度的力F1、F2同時(shí)拉橡皮筋的另一端,使其產(chǎn)生一定的伸長。然后用一個(gè)力F單獨(dú)拉橡皮筋,使其產(chǎn)生與兩拉力共同作用時(shí)相同的伸長,則F與兩分力的合力相同。F就是測
2、量出的合力。然后再運(yùn)用平行四邊形定則求出F1、F2的合力。比較F與,看兩者大小是否相等、方向是否相同。
本實(shí)驗(yàn)的成敗,關(guān)鍵是等效與誤差的控制。實(shí)現(xiàn)等效,就是保證橡皮筋兩次的伸長量相等,要求兩次將橡皮筋的末端拉至同一位置??刂普`差,要做到:
(1)盡量選相同的彈簧測力計(jì)??蓪蓽y力計(jì)鉤好對拉,選讀數(shù)始終相同的一對;
(2)測力計(jì)與固定橡皮筋的板面平行,讀數(shù)時(shí),視線要與測力計(jì)刻度板正對;
(3)在不超過彈性限度的條件下,盡可能使拉力大一些;
(4)用力的圖示法依據(jù)平行四邊形定則畫圖求合力時(shí),標(biāo)度的選擇應(yīng)盡量使圖畫得大一些,畫圖要嚴(yán)格使用作圖工具;
(5)在同一次實(shí)驗(yàn)中,橡皮筋拉長后的結(jié)
3、點(diǎn)位置一定要相同。
二、平衡法
三個(gè)恒力同時(shí)作用于物體的同一點(diǎn),當(dāng)受力物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)時(shí),這三個(gè)力平衡,其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等,方向相反。若以任意兩個(gè)力作為分力,則第三個(gè)力的大小代表前兩個(gè)力的合力大小,第三個(gè)力的反方向代表合力的方向。
實(shí)驗(yàn)中,一般是將三個(gè)輕繩套一端結(jié)在一起,以結(jié)點(diǎn)作為受力物體。然后在其中的一個(gè)繩套掛上重物,用兩個(gè)彈簧測力計(jì)在豎直平面內(nèi)沿兩個(gè)互成角度的方向分別拉另外兩個(gè)繩套,當(dāng)重物靜止時(shí),三力平衡。為方便實(shí)驗(yàn)及測量,通常使受力質(zhì)點(diǎn)保持靜止?fàn)顟B(tài),實(shí)現(xiàn)三個(gè)力的平衡。
本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是控制受力質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。減小誤差的措施與“等效法”是相同。[