实验 验证力的平行四边形定则

(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
实Ⅲ－1所示．
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实验三 验证力的平行四边形定则
(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．
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实验三 验证力的平行四边形定则
(3)由图得到F合＝________ N. [解析] (1)描点用平滑曲线作图如图所示．
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实验三 验证力的平行四边形定则
图象的斜率为弹簧的劲度系数 k＝(6.5－3.50－)×010－2 N/m＝53 N/m. (2)弹簧测力计的精确度为 0.1 N，读数时要估 读到 0.01 N，读为 2.10 N. (3)以这两个力(两分力的方向都已知，还已知 一个分力的大小)作为平行四边形的两条邻边，作 平行四边形，画出对角线．用刻度尺量出平行四 边形对角线的长度，除以标度，得出 F 合＝3.3 N， 如图所示．
考点二 实验数据的处理
［例2］ (2012·浙江理综)在“探究求合力 的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮 筋、细绳套和一把弹簧测力计．
(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先 测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：
弹力F(N)
伸长量 x(10－2 m)
0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42
力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度用刻
度尺从O点作出这个力F′的图示．
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实验三 验证力的平行四边形定则

O’ 如果F1，F2取值适中，夹角很小，则合力可能超过量程；
夹角很大，则合力可能过小。
验证力的平行四边形定则
1、两个弹簧测力计挂钩勾在一起，向相反的方向拉，如果两个读数不一样，说明什么？减小然误差的常用方法：适当增加测量值
如果F1，F2取值适中，夹角很小，则合力可能超过量程；
（2）平行四边形定则：以F1，F2为领边所做平行四边形，对角线F即为F1，F2合力。
F1
F2
F2
F
F
验证力的平行四边形定则
验证力的平行四边形定则
2、绳套为什么不要太短？ （整数）4N+（格数）0.
A
用一个力F’把橡皮条结点拉到O点
A 阅读p36页：实验步骤、数据处理、 注意事项、误差分析
F1，F2，F’取值适当大，但不能超过弹簧秤量程。 验证力的平行四边形定则
O
2、绳套为什么不要太短？ 1、两个弹簧测力计挂钩勾在一起，向相反的方向拉，如果两个读数不一样，说明什么？
验证力的平行四边形定则
（1）等效法： 两个力F1和F2共同作用，把橡皮条的结
点拉到O点； 用一个力F’把橡皮条结点拉到O点 （2）平行四边形定则：以F1，F2为领边
所做平行四边形，对角线F即为F1，F2合 力。
（3）验证：F与F’大小与方向是否相同。
1、两个弹簧测力计挂钩勾在一起，向相反 的方向拉，如果两个读数不一样，说明 什么？
如果F1，F2取值适中，夹角很小，则合力可能超过量程；
（整数）2N+（格数）5.
（整数）2N+（格数）5.0×精度 0.1N=2.50N
（整数）4N+（格数）0.0×精度 0.1N=4.00N
1、两个弹簧测力计挂钩勾在一起，向相反的方向拉，如果两个读数不一样，说明什么？

机构、凸轮机构等。通过应用平行四边形定则，可以预测和优化这些机
构的运动性能和力学性能。
02
电气工程
在电气工程中，平行四边形定则可以用于分析和计算电场和磁场中的力
。例如，在电动机或发电机的设计中，可以利用平行四边形定则来确定
线圈在磁场中所受的力，进而优化电机的性能。
03
建筑工程
在建筑工程中，平行四边形定则用于分析和设计结构的稳定性。例如，
力的分解是指将一个力矢量分解为两个或多个分力 矢量的过程，同样遵循平行四边形定则。
在实验中，可以通过测量分力的大小和方向，来验 证平行四边形定则的正确性。同时，也可以通过改 变分力的数量和方向，来探究不同情况下力的合成 与分解规律。
02
实验器材与步骤
实验器材
方木板 白纸
图钉（若干）
实验器材
橡皮条 细绳套（两个）
02
8. 改变两个力的大小和方向，重 复上述实验步骤。
操作注意事项
1. 在使用弹簧测力计时 ，要注意使弹簧测力计 与木板平面平行。
2. 在同一次实验中，橡 皮条拉长后的结点位置 O必须保持不变。
3. 细绳套应适当长一 些，便于确定力的方向 。但不要过长，以免产 生较大的误差。
4. 在实验过程中，要始 终记录力的实际大小和 方向，不要凭主观判断 来作图。
误差来源分析
实验装置误差
包括测量仪器的精度、稳定性以及装置调整不当等 引起的误差。
操作误差
由于实验操作不熟练或操作不当引起的误差，如读 数误差、记录误差等。
环境误差
实验环境如温度、湿度、气压等因素对实验结果的 影响。
减小误差的措施
选用高精度测量仪器
提高测量仪器的精度，减小仪 器误差对实验结果的影响。

图1
3.只用一只弹簧测力计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.
4.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直 线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数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.
【误差分析】
1.用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测力计 不在同一个平面内,这样两个测力计的水平分力的 实际合力比由作图法得到的合力小.
2.结点O的位置和两个测力计的方向画得不准,造成 作图的误差.
3.两个分力的起始夹角α太大,如大于120°,再重做
两次实验，为保证结点O位置不变（即保证合力不
D.按选好的比例,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧秤的 拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F
E.只用一个弹簧秤,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读 出弹簧秤的示数,记下细绳的方向，按同一比例作出 这个力F′的图示
F.比较力F′和F的大小和方向,看它们是否相同, 得 出结论
上述步骤中: (1)有重要遗漏的步骤序号是____________; (2)遗漏的内容是_________________________. 解析 本实验的基本思想是“等效替代”,用一个弹 簧秤拉橡皮条和两个弹簧秤拉的效果相同,所以要把 橡皮条的结点拉到同一位置O点. 答案 (1)E (2)E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了O点
相等，在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读 数.如图7甲所示. D.在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力 的图示,如图乙所示,根据力的平行四边形定则可求 出这两个力的合力F′.
图7
形定则作出的理论值,F为合力的实际测量值;本实验