2019-2020年高中物理 實驗手冊 第二部分 實驗3 驗證力的平行四邊形定則.doc

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2019-2020年高中物理 實驗手冊 第二部分 實驗3 驗證力的平行四邊形定則 [實驗?zāi)康腯 驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則。 [實驗器材] 力學板，白紙，5N測力計(兩個)，橡皮條，細繩(兩條)，三角板，刻度尺，圖釘(5個)。 [實驗原理] 確定兩個共點力的合力有兩種方法，一種是利用合力與分力的作用效果相同；二是利用平行四邊形定則。本實驗就是同時使用這兩種方法來確定兩個共點力的合力，比較兩種方法求出的合力，進而驗證力的合成的平行四邊形定則。 [實驗指導(dǎo)] 1. 測力計是根據(jù)彈簧形變和外力成正比的原理制成的測量力的儀器。使用前先檢查零點，觀察測量范圍、單位和最小刻度，弄清應(yīng)讀到的位數(shù)，測量時要防止摩擦，注意不要超過測量范圍。 2. 實驗操作時，橡皮條、細繩、測力計都應(yīng)與力學板平行，以保證它們都在同一平面上。 3. 用兩個測力計拉橡皮條時的力（F1和F2）與用一個測力計拉橡皮條時的力（F/）作用等效，必須保證橡皮條與細繩的結(jié)點前后兩次停留在同一位置。 4. 這個實驗由于儀器和作圖等各種原因會產(chǎn)生一定的誤差，即作圖得出的合力F與F/不完全一致。 如果相對誤差在10%以下，實驗可以認為是成功的。這里的相對誤差是指F與F/的差值（絕對值）與F/的比。 5. 作圖時，應(yīng)先定出力的標度，并將此標度注明在圖上。 [實驗步驟] 1. 安裝：在桌上平放一塊力學板，把一張白紙固定在力學板上，橡皮條的一端固定在木板上的O/點，兩條細繩系在橡皮條的另一端，如圖3—1所示。 O/ O A B 圖3－1 2. 操作：用兩個測力計分別鉤住細繩，互成一定角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點到達某一位置O。 3. 記下兩個測力計的讀數(shù)F1 、F2及兩細繩的方向OA、OB，在紙上按事先定出的標度作出力F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力F。 4. 只用一個測力計，通過細繩把橡皮條的結(jié)點拉到相同的位置O，記下測力計的讀數(shù)F/和細繩OC的方向，按同樣的標度作出的F/圖示。 5. 比較用平行四邊形法則求出的合力F與用等效法測出的合力F/，看它們在大小上相差多少，方向上相差幾度，如果是在實驗誤差的允許范圍內(nèi)，平行四邊形定則便得到了驗證。 6. 改變兩個力的大小和方向，再作兩次。 [問題思考] 1. 實驗時如果設(shè)法保持兩個測力計的讀數(shù)不變，改變兩細繩間的夾角(增大或變小)，橡皮條的長度會怎樣變化? 請試一試，看看實驗結(jié)果說明什么問題? 2. 只用一個測力計也可以完成本實驗，你認為應(yīng)如何操作? 3. 想一想，如果讓兩條細繩間的夾角成900，兩個分力F1和F2與合力F有什么關(guān)系？ 4. 如果分力F1的大小與方向都不改變，為使橡皮條能伸長到O點，那么分力F2能不能取任意方向、任意數(shù)值? 請你試一試再回答。