内容正文:
实验3 验证力的平行四边形定则
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一、实验目的
1.验证力的平行四边形定则。
2.理解等效替代思想的应用。
二、实验原理
1.等效法: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同一点,所以一个力F'就是这两个力F1和F2的合力,作出力F'的图示,如图所示。
2.平行四边形法:根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示,如图所示。
3.验证:比较F和F'的大小和方向是否相同,若在误差允许的范围内相同,则验证了力的平行四边形定则。
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三、实验器材
木板、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)。
四、实验步骤
1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的木板上。
2.用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。
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3.用两只弹簧测力计a、b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,如图所示。记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。
4.只用一只弹簧测力计c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。
5.改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做实验两次。
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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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六、误差分析
1.系统误差:弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计。
2.偶然误差:弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力F1、F2的夹角适当大些。
3.减小误差的办法:
(1)实验过程中读数时视线要垂直弹簧测力计的刻度,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。
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七、注意事项
1.使用弹簧测力计前,要先观察指针是否指在零刻度处,若指针不在零刻度处,要设法调整使其指在零刻度