高一级物理“平行四边形定则”实验报告

实验：验证力的合成遵循平行四边形定则
姓名班级座号
【实验目的】
1. 探究合力与分力的关系
2．学会用弹簧测力计和细线测出力的大小与方向．
3．运用力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则．
实验原理
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________，所
以力F′就是这两个力F1和F2的合力，作出力F′的图示．再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F 的图示，比较F和F′的大小和方向是否相同，若相同，则说明互成角度两个力合成时遵循______________．
实验器材
方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、________、细绳套(两个)、________、________、图钉(几个)、细芯铅笔．
实验步骤(参照课本P.62图3.4-2)
1．在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好.
2．用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的G点（G点的位置应该靠近顶端中点），在橡皮筋的另外一端拴上轻质小圆环，小圆环上拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套.
3．用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，小圆环到某一位置Ｏ.
4．用铅笔记下Ｏ的位置和两条细绳的方向，记录：
____________________、____________________。

5．在白纸上从Ｏ点沿着两绳的方向按照一定的标度作出两
个力Ｆ1和Ｆ2的图示.
6．只用一只弹簧秤，通过细绳把小圆环拉到相同的位置Ｏ
点，记录：____________________，按⑤中同一标度作出这个
力F′的图示.
7．探究这三个力的大小及方向的关系。

(建议用虚线把合力
的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能够得到启示。

)
8．结论：_______________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
注意事项
1、同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤勾好后对拉，若两只弹簧秤在拉的过程中，读
数相同，则可选。

使用时弹簧秤与板面平行
．．．．．．．．．．．。

2、在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差。

3、画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外．要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。

4、在同一次实验中，橡皮条拉长的结点．．．．．．．．．．．．．．．．O ．位置一定要相同．．．．．．．。

5、由作图法得到的F 和实际测量得到的F ’，因为实验误差而不可能完全符合。

【思考】
1.当两个分力的大小确定时，其合力大小是否也为确定值呢？如果不是，是否有什么规律？ 合力一定大于分力吗？
2.两分力大小分别为F 1、F 2，则它们的合力大小的取值范围？
【课后巩固】
1．在做完“探究求合力的方法”实验后，某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下
几条体会，你认为他的体会中正确的是 ( )
A ．用两只弹簧测力计拉橡皮条时，应使两细绳套间的夹角为90°，以便算出合力的大小
B ．用两只弹簧测力计拉橡皮条时合力的图示F 与用一只弹簧测力计拉橡皮条时力的图示F ′不完全重
合，在误差允许范围内，可以说明“力的平行四边形定则”成立
C ．若F 1、F 2方向不变，而大小各增加1 N ，则合力的方向也不变，大小也增加1 N
D ．在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行
2．图1甲为“探究求合力的方法”的实验装置．
图1
(1)下列说法中正确的是________．
A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化
B．用弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下
C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°
(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为________N.
3．在“探究求合力的方法”实验中，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条．
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列说法正确的是________(填字母代号)．
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧测力计都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
(2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号)．
A．两细绳必须等长
B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
4．某同学用如图2所示的实验装置来探究求合力的方法．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，
图2
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.
(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．
5．在做“探究求合力的方法”的实验中，在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在A点上，另一端连接两根细线，然后通过细线用两个互成角度的弹簧测力计来拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一点O，此时需记录下：
(1)________________________________________________________________________，
(2)________________________________________________________________________，
(3)________________________________________________________________________．
然后改用一个弹簧测力计把橡皮条拉到O点后再记录下：
(4)________________________________________________________________________，
(5)________________________________________________________________________．
图3
如图3所示，是该同学完成“探究求合力的方法”实验操作后得到的数据图，请选好比例在方框中作图完成该同学未完成的实验数据处理．
6．某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循
胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉
子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、
B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一
端通过细绳挂一重物，如图4所示．图4
(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：____________________________________________________________________．
答案
1．BD
2．(1)AC(2)4.00
3．(1)BD(2)BD
4．(1)3.60(2)D(3)①改变弹簧测力计B拉力的大小；②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)
5．(1)两弹簧测力计的读数
(2)结点O的位置(3)两细线的方向(4)弹簧测力计的读数
(5)细线的方向实验数据处理如图所示
6．(1)BCD(2)改变所悬挂的重物的质量。