第八天 实验：验证力的平行四边形定则-【寒假自学课】2024年高一物理寒假提升学与练（人教版2019）

第八天 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的原理和实验步骤； 2、验证力的平行四边形定则的注意事项与误差分析； 3、其他方法验证力的平行四边形定则。 常考考点 真题举例 验证力的平行四边形定则的原理和实验步骤 2023·全国·高考真题 验证力的平行四边形定则的注意事项与误差分析 2022·浙江·高考真题 验证力的平行四边形定则的原理和实验步骤 2019·浙江·高考真题 验证力的平行四边形定则的原理和实验步骤 2018·天津·高考真题 验证力的平行四边形定则的注意事项与误差分析 2014·江苏·高考真题 知识点1：验证力的平行四边形定则 【实验目的】 弹簧测力计的使用。 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则。 【实验原理】 等效替代。 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，就是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以F′就是F1、F2的合力，做出F′的图示。再根据平行四边形定则做出F1、F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否相同。 【实验仪器】 方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉(若干)。 【实验装置图】 【实验步骤】 1．在水平桌面上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上。 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，细绳的另一端各系上细绳套。 3．用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图所示。 4．用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧测力计的示数。 5．用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿两条细绳的方向画直线，按一定的标度做出两个力F1和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点的平行四边形的对角线即为合力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，读出并记录弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度用刻度尺从O点做出这个力F′的图示。 7．比较F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向，看它们在实验误差允许的范围内是否相等。 8．改变F1和F2的大小和方向，再做两次实验。 【实验数据的处理】 1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳的方向画直线，按选定的标度做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。 2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的F′的方向做出这个弹簧测力计的拉力F′的图示。 3．比较F′和平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同，从而验证平行四边形定则。 【实验误差】 读数误差：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录。。 做图误差：结点O的位置和两个弹簧测力计的方向画得不准确，作图比例不恰当、不准确等造成作图误差；两个分力的起始夹角α太大，如大于120°，再做后两次实验时，α变化范围不大，因而弹簧测力计示数变化不显著，读数误差较大，导致作图产生较大误差。 减少误差的措施： 1、橡皮条的结点要小一些，细绳（套）要长一些。 2、用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角应适当的大一些。 3、在同一次实验中，橡皮条拉长后结点的位置必须保持不变。 4、画力的图示时，应选定恰当的长度作为标度。应尽量将图画的大一些，但也不要画出纸外。 【注意事项】 1．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计读数相同，则可选；若读数不同，应调整或另换，直至相同为止。 2．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。 3．在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同。 4．在具体实验时，两分力间夹角不宜过大，也不宜过小，以60°～120°之间为宜。 5．读数时应正视、平视刻度。 6．使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，但不能超出它的测量范围。 7．读数时视线要正视弹簧测力计的刻度板，同时读数时要注意估读到最小刻度的下一位。 1．（2023·全国·统考高考真题）在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤： ①用图钉将白纸固定在水平木板上。 ②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小，并 。（多选，填正确答案标号） A