高三物理验证力的平行四边形定则
高考物理实验三 验证力的平行四边形定则
(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则 实验提出两点注意事项。
[答案] 橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋。(或：拉力 不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧。)
或“不能”)。
解析
考点三 实验的改进与创新
[典例 3] (2015·山东高考)某同学通过下述实验验 证力的平行四边形定则。
实验步骤： ①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其 轴线沿竖直方向。
②如图实-3-11 所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另 一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为
重复多次实验时，要求 O 点______(“一定”或“不一定”)静
止在同一位置。在某次实验中，若该同学发现弹簧测力计 A 的
指针稍稍超出量程，请你提出两条解决办法： ①____________________________________________，
②____________________________________________。 解析
则实验中橡皮筋分别被拉伸到 a 和 b 时所受拉力 Fa、Fb 的大小关系为_F_a_＝___F_b_。
误差来源分析 第1问中的合力的理论值与实际值差别太大，通过实 验证实为橡皮筋弹性发生变化引起。 另外：作图标度的选取，作图等也会引起实验误差。
(3)根 据 (2)中 的 实 验， 可 以得 出的 实验 结果 有 哪些？ ___B_D____(填写选项前的字母)
图实-3-3
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？
高三物理实验：验证力的平行四边形定则复习
弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若 干、 坐标纸 .
9
4.实验步骤
(1)如图，将弹簧的一端挂在铁架台上， 让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸 长状态时
的长度l0，即原长. (2)在弹簧下端挂钩码，测出弹簧总长
度l，计算出弹簧的伸长量x和钩码的重力 mg.
(3)改变(增加)钩码数量依
次测出弹簧长度和钩码总重
5
(4)用铅笔和刻度尺从O点沿两条细 绳方向画直线，按选定的标度作出这 两以只F弹1、簧F2秤为的邻边读数F用1和铅F笔2的及图刻示度，尺 作平行四边形，两邻边所夹的对角线 即为合力F的图示.
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(5)只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡 皮条的结点拉到同一位置O.记下此时
弹簧秤的示数F′ 及 细绳的方向 ， 用刻度尺按同样的标度作出F′的图示. (6)比较F′与F的大小和方向. (7)改变F1、F2的大小和夹角，重复 做两次实验，得出结论.
力，列表记录.
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(4)以弹力F(大小等于 所挂钩码的重力 ) 为纵坐标，以 弹簧伸长量x 为横坐标建 立坐标系，根据所测数据描点，拟合各点， 得出弹力F和弹簧伸长量x的图线.
(5)以 弹簧伸长量 为自变量，写出曲 线所代表的函数.首先尝试一次函数，如果 不行再考虑二次函数.
(6)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关 系，解释函数表达式中常数的物理意义.
(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.
18
(2)在纸上根据F1和F2的大小，应用平 行四边形定则作图求出合力F.
实验3 验证力的平行四边形定则
第二章
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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五、数据处理 1.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a、b这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为 邻边作平行四边形,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.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中 弹簧测力计c的拉力F'的图示。 3.比较F与F'是否完全重合或几乎重合,从而验证平行四边形定则。
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第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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本题考查学生对实验原理的创新及应用,基于实验数据得出结论并 作出解释,目的是培养学生的科学探究能力和科学的态度。
第二章
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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本题考查学生对实验数据的获取和处理数据的能力,目的是培养学 生的科学探究能力和科学的态度。
第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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实验的改进与创新 本实验一般是在教材实验原理的基础上,以实验中操作的注意事 项、误差来源设置条件,或通过改变实验条件、实验仪器设置题目。 因此要在教材实验的基础上注重器材变化后对分力和合力的分析 判断能力的培养,要善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新 问题。
第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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①用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目 的是 。 ②实验中利用图中标记的O点和b点确定分力方向时,图甲中的b 点标记得不妥,其原因是 。 ③图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示,其中 (选填“F”或“F'”)是F1和F2合力的实际测量值。
高中物理实验03 验证力的平行四边形定则(解析版)
实验三验证力的平行四边形定则（解析版）1.实验原理等效思想:互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F'产生相同的作用效果,看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F'在实验误差允许范围内是否相同。
2.实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳及细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(多个)、铅笔。
3.实验步骤(1)仪器安装①用图钉把白纸钉在水平放置的方木板上。
②用图钉把橡皮条的一端固定在A点,如图所示,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。
(2)测量与记录①用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O。
记录两弹簧测力计的读数F1、F2,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。
②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F'和细绳的方向。
(3)换白纸,改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次实验。
4.数据分析(1)用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两绳的方向画直线,按选定的标度作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板以F1和F2为邻边作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,即合力F的图示。
(2)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤中弹簧测力计的拉力F'的图示。
(3)比较F与F'是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则。
5.注意事项(1)位置不变:在同一次实验中,橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。
(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°为宜。
(3)尽量减少误差①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。
②细绳应适当长一些,便于确定力的方向。
(4)统一标度: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。
2022年高考物理总复习实验3 验证力的平行四边形定则
• ①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ • ②对两个传感器进行调零 • ③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数 • ④取下钩码，移动传感器A改变θ角 • 重复上述实验步骤，得到表格.
F1
1.001
0.580
… 1.002 …
F2 －0.868 －0.291 … 0.865 …
θ
30°
[解析] (1)先描点，然后用平滑的直线连接，当弹簧秤的 示数为 0 时，橡皮筋的长度为原长，故原长为 10.0 cm；(2)当 OA＝6 cm，OB＝7.6 cm 时，橡皮筋的总长度为 13.6 cm，对照 图线可得橡皮筋的弹力大小为 1.80 N；(3)根据给定的标度作出 力的图示；(4)以两分力为邻边作平行四边形，平行四边形的对 角线表示合力 F′的大小，通过比较 F′与 FOO′的大小和方向 在误差允许的范围内是否相等，可验证力的平行四边形定则．
• (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是( ) • A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向 • B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度 • C．用量角器量出三段绳子之间的夹角 • D．用天平测出钩码的质量
• (3)在作图时，你认为下图中________是正确的．(填“甲”或 “乙”)
• [F解2|≤析F]3≤(1F)1实＋验F2，中因的此分B力、与C、合D力选的项关是系可必以须的满．足：|F1－ • (2)A (3)甲 实验中F3是竖直向下的． • [答案] (1)BCD (2)A (3)甲
• [针对训练] • 如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分
解，A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力 时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可 沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向， 按如下步骤操作：
验证力的平行四边形定则
验证力的平行四边形定则一、实验目的1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。
二、实验器材方木板一块、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条一段、细绳(两条)、白纸、刻度尺、三角板、图钉、铅笔。
三、实验原理等效法:使一个力F'的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果相同,都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点,则力F'就是这两个力F1、F2的合力。
作出F'的图示,再根据平行四边形定则作出力F1、F2的合力F的图示,比较F和F'的大小和方向是否相同,从而验证力的平行四边形定则。
四、实验步骤1.在桌面上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把它固定在方木板上。
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,细绳的另一端系着绳套。
3.用两个弹簧测力计分别钩住两个绳套,互成角度地拉橡皮条的同一结点,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O(如图所示)。
4.用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向,读出两个弹簧测力计的示数。
5.用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线,按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示,用平行四边形定则求出其合力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,读出弹簧测力计的示数,并记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F'的图示。
7.比较力F'与F的大小和方向,看它们在一定范围内是否相等。
8.改变两个分力的大小和夹角,再做两次实验。
本实验的依据是合力与分力的等效性，在操作时要记住“三注意”和“七记录”1．注意两次结点O的位置必须相同．2．实验中的两个细绳套不要太短．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60°～100°之间为宜．4．两个弹簧测力计拉橡皮条时，记录两弹簧测力计示数、两绳方向和结点O的位置(五记录)5．一个弹簧测力计拉橡皮条时，记录弹簧测力计示数和细绳方向(二记录) 五、数据处理1．本实验用作图法处理数据，要注意三个力的图示必须用同一标度，要选取合适的标度，使力的图示在坐标纸中的比例尽量大些．2．根据二力平衡条件，实验得到的合力F′一定与橡皮筋在一条线上，用平行四边形定则作出的合力F由于实验误差偏离此直线。
验证力的平行四边形定则
验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则【基础回顾】考点内容：验证力的平行四边形定则考纲解读：1.知道什么是等效替代法。
2.能用作图法验证互成角度的两个力合成时遵守平行四边形定则.★基本实验要求：1．实验原理：互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F’产生相同的效果，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F’在实验误差允许范围内是否相等．2．实验器材：木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺．3．实验步骤验证力的平行四边形定则（1）用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上．（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.如实验原理图所示．（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．（5）比较F’与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等．★规律方法总结：1．正确使用弹簧测力计：（1）将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止．（2）使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围．（3）被测力的方向应与轴线方向一致．（4）读数时应正对、平视刻度．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．（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．（4）统一标度：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．3．误差分析：（1）误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等．（2）减小误差的办法：①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录．②作图时用刻度尺借助于三角板，使表示两力的对边一定要平行.【基础达标】1、某同学用两个弹簧测力计、一根橡皮筋、细绳套、三角板及贴有白纸的方木板等器材，进行“验证力的平行四边形定则”的实验。
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训练
如图所示，用A、B两个测力计拉橡皮条的D
端（O端固定）当D端达E处时(α+β)=90°；然
后保持Ａ的读数不变，当α角由图中所示的值逐
渐变小时，要使D端仍处在E处，可采用的办法是
( B)
O
A、增大B的读数，减小β角；
B、减小B的读数，减小β角；
误差分析
减小误差的方法: a．测力计使用前要校准零点。 b．方木板应水平放置。 c．弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致,并 与木板平行. d．两个分力和合力都应尽可能大些，读数时 注意弹簧秤的量程及最小刻度.
误差分析
减小误差的方法: e．拉橡皮条的细线要长些,标记两条细线方向的
两点要尽可能远些. f．两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取
D
C、减小B的读数，增大β角； D、增大B的读数，增大β角.
E
αβ B
A
训练
如图所示是A、B两位同学在做本实验时得到
的结果，可以判定其中 __A___ 同学的实验__单_独__拉__，_应__该__和__橡_皮__条__在__一_直__线__上___。
A
优游 优游
实验步骤
①把方木板平放在桌面上，用图 钉把白纸钉在木板上。 ②用图钉把橡皮筋的一端固定在Ａ点，另一端 拴上两个细绳套。
③用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉 橡皮筋，使橡皮筋的结点伸长到某一位置Ｏ，并 用铅笔描下结点Ｏ的位置、细绳的方向，并记录 下弹簧秤的示数F1 、F2 。
②要选用规格、性能完全相同的两个弹簧秤。
③本实验中，用弹簧秤测量拉力时，要使三个拉力 F1 、F2 、F和橡皮筋均在平行于纸面的平面内。
注意事项
④同一次实验中，橡皮筋结点Ｏ位置一定要相同。
⑤在不超出弹簧秤量程的条件下，应该尽可能使弹 簧秤的拉力大一些。
⑥用作图法作分力F1 、F2 的合力F'时要准确，图 要尽可能画得大些，以使测量值的最后一位估读数 字在图上能准确表示出。
⑦改变F1 、F2 的大小和方向，再重复实验 两次。
实验步骤
主要测量
1、用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳 的结点到达某点O时：
记录 结点O的位置 两测力计的示数F1、F2 两测力计所示拉力的方向
2、用一个测力计重新将结点拉到O点时： 记录 弹簧秤的拉力大小F及方向。
注意事项
①弹簧秤使用前要校零，在竖直位置已校正好零点 的弹簧秤，到水平位置使用时，仍然要重新调零。
方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、 橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度 尺、图钉几个
脚中，萧洒地涌出二十片摇舞着∈万变飞影森林掌←的仙翅枕头镐状的气缸，随着蘑菇王子的晃动，仙翅枕头镐状的气缸像牙签一样，朝着双兽怪影人工树上面悬浮 着的旋转物怪踢过去！紧跟着蘑菇王子也转耍着功夫像犀牛般的怪影一样朝双兽怪影人工树上面悬浮着的旋转物怪踢过去…………随着∈万变飞影森林掌←的搅动调 理，五群蚂蚁瞬间变成了由密如飞蝗的怪影雪花组成的串串褐黄色的，很像小子般的，有着阴森怪影质感的瀑布状物体。随着瀑布状物体的抖动旋转……只见其间又 闪出一组亮橙色的溪水状物体……接着蘑菇王子又用自己充满活力的幼狮肩膀敲打出墨蓝色秀丽漫舞的插座，只见他灵快如风的神脚中，萧洒地涌出二十片摇舞着∈ 万变飞影森林掌←的仙翅枕头镐状的气缸，随着蘑菇王子的晃动，仙翅枕头镐状的气缸像牙签一样飘舞起来……只听一声飘飘悠悠的声音划过，四只很像刚健轻盈的 身形般的瀑布状的串串闪光物体中，突然同时射出三缕奇妙无比的暗红色鸟影， 这些奇妙无比的 暗红色鸟影被光一窜，立刻变成星月飞光的泡泡，不一会儿这些泡泡 就跃动着奔向巍峨仙柱的上空……很快在海月光色的庞然丝绸上面形成了地银色的 ，醒目的标题是：《时代马尾表演体系的七种演变》，而全部文字正好一万字， 这时丝绸上面的文字颜色开始不断的闪烁变化，越来越亮突然，只见丝绸顶部猛然射出一片海蓝色的霞光，这片神光很快化作漫天飞舞的深邃辽阔的精灵，以飘然飞 向每个ｌ官和所有在场的学生，随着声声奇妙的声响，这些精灵都变成了一份份 ｌ题的答卷……与此同时，闪亮的文字纷纷变成光闪闪的深白色宝石从上面纷纷落下 ，顷刻间在七只巨碗之上变成了清晰可见的跳动自由的团体操……蘑菇王子：“哇！有点吃力哦！”知知爵士：“不用担心，有我呢？！”蘑菇王子：“你也弄两套 独家功夫表现一下！知知爵士：“好的好的！”这时，蘑菇王子忽然富于变化的手指整个狂跳蜕变起来……灵快如风的神脚跃出墨紫色的缕缕弧云……灵敏小巧的薄 耳朵闪出纯黄色的丝丝怪热！接着转动充满智慧的亮眼睛一挥，露出一副迷离的神色，接着耍动直挺滑润的鼻子，像紫葡萄色的八蹄森林狗般的一转，发光的闪着荧 光的薄耳朵猛然伸长了四十倍，神秘变幻的、像飞云瀑布般的海沙色月光风衣也顿时膨胀了五十倍！紧接着像亮白色的紫肾圣地雁一样长喘了一声，突然来了一出曲 身蠕动的特技神功，身上顷刻生出了五十只犹如鱼尾似的火橙色眼睛。最后颤起矫健刚劲的手臂一旋，猛然从里面流出一道粼光，他抓住粼光高雅地一扭，一套黄澄 澄、绿莹莹的兵器∈追云赶天鞭←便显露出来，只见
实验目的
1、验证平行四边形法则 2、注意弹簧测力计的使用
实验原理
Ø先用弹簧秤测出分力F1 、F2 及它们的合力F‘ Ø再根据平行四边形法则作出分力F1 、F2 的合
力F。
Ø比较F‘和F的大小和方向。 Ø当它们在实验室允许的误差范围内相等时，就
验证了力的合成的平行四边形法则。
等效替换的思想
实验仪器
实验步骤
④只用一只弹簧秤通过细绳套把橡 皮筋的结点拉长到Ｏ点，用铅笔描 下细绳的方向，记录下弹簧秤的示 数F'。
⑤按选定的标度作出两只弹簧秤拉力F1 、F2 的 图示，并作出F1、F2 的合力F的图示。按选定的 标度作出F的图示。
实验步骤
⑥比较两个力F1 、F2 的合力F' 和F大小和方向，看在实验室允 许的误差范围内，两者的大小和 方向是否相同。
B