专题3-2 实验：验证力的平行四边形定则（教学设计）-新高考2018-2019学年高一物理上学期精讲精练

实验：验证力的平行四边形定则 实验目的和器材 实验原理 实验目的 1.验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。 2.进一步练习作图法求两个共点力的合力。 1.合力F′的确定：一个力F′的作用效果与两个共点力F1与F2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点,则F′为F1和F2的合力。 2.合力理论值F的确定：根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示。 3.平行四边形定则的验证：在实验误差允许的范围内,比较F′和F是否大小相等、方向相同。 实验器材 方木板、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(若干)、铅笔。 【实验过程】 1.仪器的安装：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。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,如图所示。 2.操作与记录： (1)两力拉：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(如图所示)。用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数。 (2)一力拉：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和细绳套的方向。 3.作图与分析： (1)理论值：在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力计同时拉时弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。 (2)测量值：按同样的比例用刻度尺从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力F′的图示。 (3)相比较：比较F′与用平行四边形定则求得的合力F在实验误差允许的范围内是否相等。 4.重复做实验：改变两个分力F1和F2的大小和夹角,再重复实验两次,比较每次的F与F′在实验误差允许的范围内是否相等。 【误差分析】 1.结点到达某一位置后,记录结点位置时,存在误差。 2.弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在,会造成误差。 3.弹簧测力计读数时,记录两绳套方向时,存在偶然误差。 4.应用平行四边形定则作图时,存在偶然误差。 5.两分力F1、F2太小,它们的夹角太大或太小,作图时都会带来偶然误差。 【注意事项】 1.正确使用弹簧测力计： (1)测量前应首先检查弹簧测力计的零点是否准确,注意使用中不要超过其弹性限度。 (2)实验时,弹簧测