第二章 实验3 验证力的平行四边形定则-2023高考物理【直击双1流】一轮复习讲义

实验 3　 验证力的平行四边形定则 一、实验目的 验证互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则. 二、实验原理 一个力 F′ 的作用效果和两个力 F1 、F2 的共同作用效果都 是让同一根一端固定的橡皮条伸长到同一位置,所以力 F′就是 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,则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边 形定则. 三、实验器材 木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、两个弹簧测力计、两 个三角板、刻度尺、铅笔. 四、实验步骤 1. 如图所示,用图钉把白纸钉在 水平桌面上的木板上,并用图钉把橡 皮条的一端固定在 A 点,橡皮条的另 一端拴上两个细绳套. 2. 用两个弹簧测力计分别通过 细绳套互成角度地拉橡皮条,使橡皮 条与细绳套的结点伸长到某一位置 O. 记录两个弹簧测力计的读数 F1 和 F2 ,并用铅笔描下 O 点的 位置及此时两个细绳套的方向. 3. 只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条与细绳套的 结点拉到同样的位置 O,记下弹簧测力计的读数 F′ 和细绳套的 方向. 4. 用铅笔和刻度尺从 O 点沿两个细绳套的方向画直线,然 后按选定的标度作出这两个弹簧测力计的读数 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. 5. 用刻度尺从 O 点按同样的标度沿记录的方向作出拉力 F′ 的图示. 6. 比较力 F′与用平行四边形定则求出的合力 F的大小和方向. 7. 改变两个分力的大小和夹角,再做几次实验. 五、注意事项 1. 在同一次实验中,橡皮条拉长时结点 O 的位置一定要相 同,这是为了使合力与两个分力的作用效果相同. 2. 不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹簧测力计拉 橡皮条,且反复拉几次,使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力 计的读数有无变化. 3. 用两个弹簧测力计通过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° 到 120° 之间为宜. 4. 细绳套应适当长一些,便于确定力的方向. 不要直接沿 细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉 细绳套后,再将所标的点与 O 点连成直线确定力的方向. 5. 在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并 且选取标度要恰当,使所作的力的图示稍大一些. 例 1 (2022·山西省太原市第五中学月考) 张华和李明在 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 筋的结点位置 O 以及两个弹簧测力计拉力的大小. (1) 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,两弹簧测力计的拉力是分力 C. 两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋与细绳套的结点拉到 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. 若只增大某一个弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮 筋与细绳套的结点位置不变,只需要调整另一个弹簧测力计的 拉力大小即可 (2) 如图是张华和李明两位同学在做以上实验时得到的结 果,其中哪一个实验比较符合实验事实? (力 F′ 是用一个弹簧 测力计拉时的图示) . (1) 两弹簧测力计拉力的合力与橡皮筋的拉力大小 相等,两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大,故 A 正确;两弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零,它们 之间不是合力与分力的关系,故 B 错误;两次拉橡皮筋时,为了 使两次作用效果相同,橡皮筋与细绳套的结点必须拉到同一位 置,故 C 正确;结点位置不变,合力不变,当一个弹簧测力计的 拉力大小改变时,另一个弹簧测力计拉力的大小和方向一定都 改变,故 D 错误. (2) 作图法得到的合力 F 必为平行四边形的对角线,单个 弹簧测力计的拉力 F′与橡皮筋共线,故张华的实验比较符合实 验事实. (1)AC　 (2) 张华的实验比较符合实验事实 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 92第二章　相互作用 　　　 1. (2022·重庆市巴南区实验中学开学考试) 某同学在做“验证 力的平行四边形定则” 实验,将橡皮条一端固定在 A 点,另一 端系上两