实验、验证力的平行四边形定则
验证力的平行四边形定则

O’ 如果F1,F2取值适中,夹角很小,则合力可能超过量程;
夹角很大,则合力可能过小。
验证力的平行四边形定则
1、两个弹簧测力计挂钩勾在一起,向相反的方向拉,如果两个读数不一样,说明什么?减小然误差的常用方法:适当增加测量值
如果F1,F2取值适中,夹角很小,则合力可能超过量程;
(2)平行四边形定则:以F1,F2为领边所做平行四边形,对角线F即为F1,F2合力。
F1
F2
F2
F
F
验证力的平行四边形定则
验证力的平行四边形定则
2、绳套为什么不要太短? (整数)4N+(格数)0.
A
用一个力F’把橡皮条结点拉到O点
A 阅读p36页:实验步骤、数据处理、 注意事项、误差分析
F1,F2,F’取值适当大,但不能超过弹簧秤量程。 验证力的平行四边形定则
O
2、绳套为什么不要太短? 1、两个弹簧测力计挂钩勾在一起,向相反的方向拉,如果两个读数不一样,说明什么?
验证力的平行四边形定则
(1)等效法: 两个力F1和F2共同作用,把橡皮条的结
点拉到O点; 用一个力F’把橡皮条结点拉到O点 (2)平行四边形定则:以F1,F2为领边
所做平行四边形,对角线F即为F1,F2合 力。
(3)验证:F与F’大小与方向是否相同。
1、两个弹簧测力计挂钩勾在一起,向相反 的方向拉,如果两个读数不一样,说明 什么?
如果F1,F2取值适中,夹角很小,则合力可能超过量程;
(整数)2N+(格数)5.
(整数)2N+(格数)5.0×精度 0.1N=2.50N
(整数)4N+(格数)0.0×精度 0.1N=4.00N
1、两个弹簧测力计挂钩勾在一起,向相反的方向拉,如果两个读数不一样,说明什么?
第3章7实验:验证力的平行四边形定则

相互作用
7 实验:验证力的平行四 边形定则
一、实验目的 1.练习用作图法求两个力的合力. 2.练习使用弹簧测力计. 3.验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则.
二、实验原理 1.若用一个力 F′或两个力 F1 和 F2 共同作用都能把 橡皮条沿某一方向拉至相同长度,即力 F′与 F1、F2 的共 同作用效果相同,那么 F′为 F1、F2 的合力. 2.用弹簧测力计分别测出 F′和 F1、F2 的大小,并 记下它们的方向,作出 F′和 F1、F2 的图示,以 F1、F2 的图示为邻边作平行四边形,其对角线即为用平行四边 形定则求得的 F1、F2 的合力 F.
用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度 地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置, 如图所示.请将以下的实验操作和处理补充完整: ①用铅笔描下结点位置,记为 O; ②记录两个弹簧测力计的示数 F1 和 F2,沿每条细绳 (套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点 连成线;
③只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结 点仍拉到位置 O,记录测力计的示数 F3,___________; ④按照力的图示要求,作出拉力 F1、F2、F3; ⑤根据力的平行四边形定则作出 F1 和 F2 的合力 F; ⑥比较________的一致程度, 若有较大差异, 对其原 因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验.
5. 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的方 向,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.作图对比 (1)理论值:在白纸上按比例从 O 点开始作出两个弹 簧测力计同时拉橡皮条时拉力 F1 和 F2 的图示,利用刻度 尺和三角板根据平行四边形定则求出合力 F(如图所示).
实验-验证力的平行四边形定则

命题点一 教材原型实验
例1 (2017·全国卷Ⅲ·22)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图2(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长.
图4
完成下列作图和填空:
(1)利用表中数据在图5的坐标纸上画出Fl图线,根据图线求得l0=________cm.
图5
(2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则FOA的大小为________N.
(3)根据给出的标度,在图6中作出FOA和FOB的合力F′的图示.
图6
(4)通过比较F′与________的大小和方向,即可得出实验结论.
(2)用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.如图1甲所示.
图1
(3)用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F.
(4)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向,如图乙所示.
2.注意事项
(1)位置不变:在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同,是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用效果相同,这是利用了等效替代的思想.
(2)角度合适: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.
(3)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.
实验三_验证力的平行四边形定则

图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.
【误差分析】
1.用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测力计 不在同一个平面内,这样两个测力计的水平分力的 实际合力比由作图法得到的合力小.
2.结点O的位置和两个测力计的方向画得不准,造成 作图的误差.
3.两个分力的起始夹角α太大,如大于120°,再重做
两次实验,为保证结点O位置不变(即保证合力不
D.按选好的比例,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧秤的 拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F
E.只用一个弹簧秤,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读 出弹簧秤的示数,记下细绳的方向,按同一比例作出 这个力F′的图示
F.比较力F′和F的大小和方向,看它们是否相同, 得 出结论
上述步骤中: (1)有重要遗漏的步骤序号是____________; (2)遗漏的内容是_________________________. 解析 本实验的基本思想是“等效替代”,用一个弹 簧秤拉橡皮条和两个弹簧秤拉的效果相同,所以要把 橡皮条的结点拉到同一位置O点. 答案 (1)E (2)E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了O点
相等,在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读 数.如图7甲所示. D.在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力 的图示,如图乙所示,根据力的平行四边形定则可求 出这两个力的合力F′.
图7
形定则作出的理论值,F为合力的实际测量值;本实验
实验验证力的平行四边形法则

课题:验证力的平行四边形定则班级___________姓名_______________【实验目的】验证力的平行四边形定则.【实验原理】一个力F′的作用效果与两个共点力F1和F2的共同作用效果相同(都是把橡皮条在某一方向拉伸一定长度),所以F′为F1和F2的合力. 作出F′的图示,再根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示,比较F′与F是否在实验误差允许范围内大小相等,方向相同.【实验器材】方木板、白纸、弹簧秤(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个).【实验步骤】(1) 用图钉把白纸钉在方木板上.(2) 把方木板平放在桌面上,用图钉把橡皮条的一端固定在A点(如上图所示)橡皮条的另一端拴上两个绳套.(3) 用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置O. 用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧秤的读数. 注意在使用弹簧秤的时候,要使它的弹簧与木板平面平行.(4) 用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两条绳套的方向画直线,按选定的标度作这两只弹簧秤的拉力F1和F2图示,以F1和F2为邻边,利用刻度尺和三角板作平行四边形,过O 点画平行四边形的对角线,即为合力F的图示.(5) 只用一只弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样位置O.记下弹簧秤的示数和细绳的方向,过O点按同一标度作出这个力F′的图示.(6) 比较力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向,看它们是否在实验误差允许范围内相等.(7) 改变两个分力F1和F2的大小和夹角,再重复做两次实验.【注意事项】(1) 使用弹簧秤前,要先观察指针是否指在零刻度处,若指针不在零刻度处,要设法调整指针,使之指在零刻度处. 再将两个弹簧秤的挂钩钩在一起,向相反方向拉,如果两个示数相同方可使用.(2) 实验中的两只细绳套不要太短.(3) 在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同.(4) 在使用弹簧秤施拉力时,拉力应沿弹簧秤的轴线方向. 弹簧秤中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内. 要防止弹簧秤卡壳,防止弹簧秤或橡皮条与纸面有摩擦.(5) 在同一实验中,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.【巩固提高】( )1.某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,利用坐标纸记下了橡皮绳的结点位置O 以及两只弹簧秤拉力的大小和方向,如右图所示,试在图中作出无实验误差情况下橡皮绳此时的拉力图示,并用F 3表示该力。
第2章_4实验:验证力的平行四边形定则

两个钉子A、B上,另一端与第
图2-4-3
(1)为完成实验,下述操作中必需的是 . a.测量细绳的长度 b.测量橡皮筋的原长 c.测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d.记录悬挂重物后结点O的位置 (2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次 验证,可采用的方法是 .
(5)记下测力计的读数F′和细绳方向,按同一比例 做出这个力的图示.比较这个实测合力F′和按平行 四边形法则求出的合力F,看它们的大小和方向是 否相同. (6)改变两测力计拉力的大小和方向,重做两次实 验,从实验中得出结论. 答案:(4)(3)(1)(2)(5)(6)
2.验证力的平行四边形定则实验方法的拓 展和迁移
将下述实验步骤按正确顺序排列应 是 . (1)在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示,根据平 行四边形定则作图求出合力F. (2)只用一只测力计,通过细绳把橡皮条的结点拉到同 样的位置. (3)记下两测力计读数,描出两细绳的方向.
(4)在水平放置的木板上,垫一张白纸,用图钉固 定,把橡皮条的一端固定在板上P点,用两条细绳 连接在橡皮条的另一端,通过细绳同时用两个测 力计互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与细绳的连 接点到达某一位置,并记下此位置.
第二章
相互作用
4 实验:验证力的平行四边形定则
1.验证力的平行四边形定则实验的正确操作 在“验证力的平行四边形定则”的实验中,其中 的三个实验步骤如下: (1)在水平放置的木板上垫一张白纸,用图钉固定, 把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线, 通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条, 使它与细线的结点到达某一位置O点,在白纸上记 下O点和两测力计的读数F1和F2.
实验三:验证力的平行四边形定则

实验创新设计
[例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:
①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
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.
5.李明同学在做“互成角度的两个力的合成”实验时, 利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧 测力计拉力的大小,如图实-3-9所示. (1)试在图实-3-9中作出无实验误差情况下F1和F2的合 力图示,图实-3-9并用F表示此力. (2)有关此实验,下列叙述正确的是________. A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 B.橡皮筋的拉力是合力,而弹簧测力计的拉力是分力 C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这 样做的目的是保证两次弹簧 测力计拉力的效果相同 D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮 筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的 大小即可
5.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 的读数和细绳的方向,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.比较力F′与平行四边形定则求出的合力F 在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.
实验三验证力的平行四边形定则

高频考点例析
【思路点拨】 考查学生对实验 思路点拨】 原理的理解,对实验过程、实验步骤 原理的理解,对实验过程、 的掌握情况. 的掌握情况. 解析】 【解析】 据验证力的平行四边 形定则的操作规程可知, 形定则的操作规程可知,有重要遗漏 的步骤的序号是C、 在 中未记下两 的步骤的序号是 、E.在C中未记下两 条细绳的方向. 中未说明是否把橡皮 条细绳的方向.E中未说明是否把橡皮 条的结点拉到了同一位置O. 条的结点拉到了同一位置
核心要点突破
3. 使用前要检查指针是否指在零 刻度线上,否则应校正零位(无法校正 刻度线上,否则应校正零位 无法校正 的要记录下零误差). 的要记录下零误差 . 4.被测力的方向应与弹簧测力计 . 轴线方向一致, 轴线方向一致,拉动时弹簧不可与外 壳相碰或摩擦. 壳相碰或摩擦. 5.读数时应正对、平视刻度. .读数时应正对、平视刻度.
基础知识梳理
【实验步骤】 实验步骤】 1.用图钉把白纸钉在水平桌面的方 . 木板上. 木板上. 2.用图钉把橡皮条的一端固定在 .用图钉把橡皮条的一端固定在A 橡皮条的另一端拴上两个细绳套. 点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.
图1 -6 -1
基础知识梳理
3.用两只弹簧测力计分别钩住细 . 绳套,互成角度拉橡皮条, 绳套,互成角度拉橡皮条,将结点拉 到某一位置O,如图1- - 所示 所示, 到某一位置 ,如图 -6-1所示,记 录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O 录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下 点的位置及此时两条细绳套的方向. 点的位置及此时两条细绳套的方向.
核心要点突破
三、实验误差分析 1.弹簧测力计使用前没调零会造 . 成系统误差. 成系统误差. 2.使用中,弹簧测力计的弹簧和 .使用中, 外壳之间、 外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测 力计外壳和纸面之间有摩擦力存在会 造成系统误差. 造成系统误差.
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4.摩擦、读数、零误差、作图误差。
一、实验要点
【注意事项】 1.不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳连两细 绳套,以三绳交点为结点,应使结点小些,以便准确地记 录结点O的位置. 2.使用弹簧秤前,应先调节零刻度,使用时不超量程, 拉弹簧秤时,应使弹簧秤与木板平行.
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3.在同一次实验中,橡皮条伸长时的结点位置要相同.
实验、验证力的平行四边形定则
一、实验要点 【实验目的】 验证力的平行四边形定则. 【实验原理】 一个力F′的作用效果与两个共点力F1和 F2的共同作用效果都是把橡皮条拉伸到某点,所 以F′为F1和F2的合力.作出F′的图示,再根据 平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示,比 较F′和F是否大小相等,方向相同.如果在误 差范围内,F′和F相同,那么力的平行四边形 定则就正确.
一、实验要点
【误差分析】
1.用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测力计不在
同一个平面内,这样两个测力计的水平分力的实际合力比
由作图法得到的合力小.
2.结点O的位置和两个测力计的方向画得不准,造成作图
的误差. 3.两个分力的起始夹角α 太大,如大于120°,再重做两次 实验,为保证结点O位置不变(即保证合力不变),则α 变 化范围不大,因而测力计示数变化不显著,读数误差大.
4.被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致,拉动时
弹簧不可与外壳相碰或摩擦.
一、实验要点
5.读数时应正对、平视刻度.
6.两拉力F1和F2夹角不宜过小,作力的图示,标度要
一致.
交流与思考 1、如何设计实验探究两力合力随角度的变化规律?如 何观察合力的变化规律? 2、如何设计实验探究共点力的平衡条件?
(2)在图1所示的方格纸上按作图 法的要求画出这两个力及它们的 合力.
一、实验要点
图1
((3)图2(A)(B)两图是两位同学得到的实验结果,其中
哪一个图符合实际?若合力测量值F′是准确的,则F与
F′有误差的原因可能是哪些?
一、实验要点
【例3】(2010年北京东城质检)在做“验证力的平行 四边形定则”实验中,若由于F1的误差使F1与F2的合力F 方向略向左偏,如图1-6-2所示,但F大于等于F′,引 起这一结果的原因可能是F1的大小比真实值偏 __________,F1的方向使它与F2的夹角比真实值偏 __________. 【解析】 作平行四边形合 成图如图1-6-3,F1的真实值为 F10.合力的真实值为F′,F1为测 量值,合力的测量值为F,由图 可知,F1的大小比真实值偏大, F1的方向使它与F2的方向夹角比 真实值偏大,大于α 0. 【答案】 大 大
一、实验要点
【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.
一、实验要点 【实验步骤】 1.用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上. 2.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. 3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成 角度拉橡皮条,将结点拉到某一位置O,如图所 示,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的 位置及此时两条细绳套的方向.
二、随堂演练
【例1】 在做“互成角度的两个力的合成”实验时,橡皮 条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端 拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是 ( ACD ) A.同一次实验过程中,O点位置允许变动 B.实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹 簧秤刻度 C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量 程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮 条另一端拉到O点 D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两弹簧秤之间 夹角应取90°,以便于算出合力的大小
一、实验要点 4.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向 画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的 读数F1、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点画平行四边形的对角 线,即为合力F的图示. 5.只用一只弹簧测力计钩住细绳套,把橡皮 条的结点拉到同样位置O,记下弹簧测力计的读数 和细绳的方向,用刻度尺从O点按选定的标度沿记 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的大小和方向. 7.改变两力F1、F2的大小和夹角,重复两次.
一、实验要点
【例2】将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,
每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的 弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测 力计.当橡皮 筋的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图2所示.这 时弹簧测力计的读数可从图中读出. (1)由图可读得两个相互垂直的 拉力的大小分别为____N和____N.