探究求合力的方法-平行四边形定则
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实验三 验证力的平行四边形定则一、实验目的:探究力的合成规律 —— 平行四边形定则;理解等效替代思想方法在物理学中的应用.二、实验原理:互成角度的两个力与一个力产生 相同 的效果,看它们用平行四边形定则求出的合力与这个力是否在实验误差允许的范围内相等.三、实验器材:木板、白纸、图钉若干、 橡皮条 、细绳、弹簧秤(2只)、三角板、 刻度尺 ,等.四、实验步骤: ① 用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的 方木板 上,如图所示;②用两个弹簧秤分别钩住两个绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一点O ;③用铅笔描下 结点O 的 位置和两个细绳套的 方向 ,并记录弹簧秤的读数21F F ,利用刻度尺和三角板作平行边形,画出对角线所代表的力F ;④只用一个弹簧秤,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面实验中的相同 位置O ,记下弹簧的读数F ′ 和细绳的方向;⑤比较F 和F ′,观察它们在实验误差允许的范围内是否 相等 .⑥改变21F F ,的大小和方向,再做两次实验。
五、误差分析:实验误差除弹簧测力计本身的误差外,还主要来源于 读数 误差和 作图 误差两个方面.① 减小读数误差的方法: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 正视弹簧测力计的刻度 ,要按有效数字正确读数和记录.② 减小作图误差的方法:21F F 与夹角适宜,且比例要恰当。
六、注意事项:①位置不变:在同一次实验中,使橡皮条拉长时 结点 的位置一定要相同.②角度合适:用两个弹簧测力计钩住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°~120°之间为宜.③ 尽量减少误差:在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些;细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.④ 统一标度:在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些.〖考点1〗对实验原理及实验过程的考查【例1】在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置;再将橡皮条的另一端系两根细绳,细绳的另一端都有绳套,用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条.⑴ 某同学认为在此过程中必须注意以下几项:A .两根细绳必须等长B .橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C .在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D .在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等E .在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置其中正确的是_______________(填入相应的字母)⑵ “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O 为橡皮条与细绳的结点,OB 和OC 为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图.① 图乙中的F 与F′两力中,方向一定沿AO 方向的是______;② 本实验采用的科学方法是________A .理想实验法B .等效替代法C .控制变量法D .建立物理模型法⑶ 某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F 1和F 2,图中小正方形的边长表示2 N ,两力的合力用F 表示,F 1、F 2与F 的夹角分别为θ1和θ2,关于F 1、F 2与F 、θ1和θ2关系正确的有________A .F 1 = 4NB .F = 12 NC .θ1 = 45°D .θ1 < θ2【例2】某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”.弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M,弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.⑴本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为________N;⑵下列不必要的实验要求是________(请填写选项前对应的字母)A.应测量重物M所受的重力B.弹簧测力计应在使用前校零C.拉线方向应与木板平面平行D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置⑶某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请您提出两个解决办法.______________________________________________________________________________________________________________________________________________________例1 答案:⑴CE⑵①F′②B⑶BC解析:⑴两细绳套不要太短,但是不一定要等长,选项A错误;橡皮条与两绳夹角的平分线是否在同一直线上,由两分力的大小和方向决定,选项B错误;用弹簧秤拉细绳套时,弹簧秤与木板平面必须平行,选项C正确;验证力的平行四边形定则实验中,测量分力大小的两个弹簧秤的读数不一定要相等,选项D错误;在同一次实验中,需要保持F1和F2的作用效果与合力F的作用效果相同,即拉到同一位置,所以选项E正确,答案为C、E.⑵F′是利用一个弹簧秤将橡皮条拉到结点O位置的力,F是利用平行四边形定则作出的与F′作用效果相同的两个分力F 1和F2的合力,所以沿AO方向的力一定是F′.本实验中,需要保证单个拉力的作用效果与两个拉力的作用效果相同,即采用了等效替代法.⑶以F1和F2为邻边作平行四边形,如图所示,其对角线表示合力F,由图可知,F 1 = 4 2 N,F = 12 N,θ1 = 45°,θ1 > θ2,所以选项B、C正确.例2 答案:⑴3.6⑵D⑶①减小弹簧测力计B的拉力;②减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)解析:⑴由题图知,弹簧测力计A的最小刻度值为0.2 N,读数为3.6 N.⑵验证力的平行四边形定则,一定要记好合力与两分力的大小与方向,与结点位置无关,D错;M的重力即合力,A对;测量前弹簧测力计调零才能测量准确,B对;拉线与木板平行才能保证力在木板平面内,C对.⑶对O点受力分析如图所示,可见若减小F OA可调节F OB的大小或方向,调节OA方向或减小物重G等.。
实验验证力的平行四边形定则一、【实验目的】1.会使用弹簧测力计.2.验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.二、【实验原理】1.等效法:使一个力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.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.三、【实验器材】方木板、白纸、弹簧测力计、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉、铅笔四、【实验步骤】(1)安装好实验器材,用两个弹簧测力计分别勾住绳套,互成角度拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点达到某一位置O,如图所示,记下两弹簧的读数F1 F2,及两条细绳的方向。
(2)只用一只弹簧测力计,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读数F′,同时记下细绳的方向.(3)按照相同的标度作出F1,F2及F~的图示,比较F与F′的差异。
(4)做完实验,整理仪器,有序退场。
.五、【实验数据处理】①作力的合成图,要使用刻度尺和圆规作图,将图画的适当的大一些、美观、准确,要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。
②由作平行四边形法得到的F和实际测量得到的F~不可能完全重合,一般大小和方向的偏差在10%以内(角度在5度以内),即可认为验证了平行四边形定则。
六、【实验注意事项】1、使用弹簧测力计前,要先观察指针是否指在零刻度处,否则要调零;再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,如果两个示数相同可使用(另外本实验不需要量角器,按照拉力角度作图即可)2、试验中的两个细绳套不要太短,适当长度即可;两个拉力的夹角不宜太大或太小,在60-100之间为宜,拉力角度不需要垂直。
3、在同一实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同,每次一定要同时记下拉力的大小和对应的方向。
实验2:探究求合力的方法一、实验仪器方木板、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.二、实验原理1.合力F ′的确定:一个力F ′的作用效果与两个共点力F 1与F 2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点,则F ′为F 1和F 2的合力.2.合力理论值F 的确定:根据平行四边形定则作出F 1和F 2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.三、实验步骤1.在方木板上用图钉固定一张白纸,如图1甲所示,用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A 点,在橡皮条的另一端拴上两个细绳套.图12.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将结点拉到某位置O ,用铅笔描下结点的位置、细绳的方向,并记录两弹簧测力计的读数.3.如图乙所示,按适当的比例作出两个弹簧测力计的拉力F 1和F 2的图示,利用刻度尺和三角板,以F 1、F 2为邻边画出平行四边形,并画出对角线F .4.用一个弹簧测力计把橡皮条拉到同一位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,并用同样的比例作出这个力F′的图示.5.比较F与F′的大小和方向,看它们在实验误差允许范围内是否相同,从而验证平行四边形定则.四、注意事项1.结点(1)定位O点时要力求准确;(2)同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持位置不变.2.拉力(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向;(2)应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内;(3)两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小.3.作图(1)在同一次实验中,选定的比例要相同;(2)严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形,求出合力.五、误差分析1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差.2.使用中,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.3.两次测量拉力时,橡皮条的结点没有拉到同一点会造成偶然误差.4.两个分力的夹角太小或太大以及F1、F2数值太小,应用平行四边形定则作图时,都会造成偶然误差.一、实验原理及步骤例1做“探究求合力的方法”的实验时:(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有________和________.(2)在做上述实验时,在水平放置的木板上用图钉固定一张白纸,把橡皮条的一端固定在板上,另一端结两个细绳套,通过细绳用两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条,使结点移到某一位置O,此时需记下:①________;②________;③________.然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长,使结点到达________,再记下________.图2(3)在某次实验中,某同学的实验结果如图2所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳结点的位置.图中________是力F1与F2的合力的理论值;________是力F1与F2的合力的实验值.通过把________和________进行比较,验证平行四边形定则.二、实验数据处理例2将橡皮条的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮条的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图3甲所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.图3(1)由图可读出两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N.(2)在图乙的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.三、实验注意事项及误差分析例3在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条.(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列说法正确的是________.A.将橡皮条拉伸相同长度即可B.将橡皮条沿相同方向拉到不同长度C.将弹簧测力计都拉伸到相同刻度D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下讨论,其中对减小实验误差有益的说法是________.A.两细绳必须等长B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳要短些,标记同一细绳方向的两点要近些1.(实验原理及步骤)某同学做“探究求合力的方法”实验时,主要步骤有:A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;B.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,细绳的另一端系着绳套;C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;E.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示;F.比较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)有重要遗漏的步骤的序号是________和________;(2)遗漏的内容分别是____________________________和_____________________________.2.(实验原理及误差分析)在做“探究求合力的方法”实验时,(1)除已有的器材(方木板、白纸、细绳套、刻度尺、三角板、图钉和铅笔)外,还必须有________和________.(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须()A.每次将橡皮条拉到同样的位置B.每次把橡皮条拉直C.每次准确读出弹簧测力计的示数D.每次记准细绳的方向(3)下面的措施中,不利于减小误差和提高实验的精度的是()A.橡皮条弹性要好,拉力要适当大些B.两个分力F1、F2间的夹角要尽可能大C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应平行贴近木板D.拉橡皮条的细绳要细长,描出细绳拉力方向时,要在细绳正下方,稍远的距离描点1.在探究求合力的方法的实验中,用一只弹簧测力计拉橡皮条时要和用两只弹簧测力计拉时结点的位置重合,这样操作主要采用的科学方法是()A.控制变量的方法B.等效替代的方法C.理论推导的方法D.理想实验的方法2.(2018·温州市九校上学期期末)在“探究求合力的方法”的实验中图1(1)该实验中某弹簧测力计显示的读数如图1所示,其大小是________N.(2)实验中,在用两个弹簧测力计成一定角度拉橡皮条时,必须记录的有________.A.两细绳的方向B.橡皮条的原长C.两弹簧测力计的示数D.结点O的位置3.(2018·宁波市第一学期期末)如图2所示,某同学利用重物和弹簧测力计等实验装置做“探究求合力的方法”实验.弹簧测力计B挂于竖直木板上的固定的C处.图2第一步:用细线挂一重物M,弹簧测力计挂钩拉着两绳套,用一只手持弹簧测力计A拉结点O,分别读出弹簧测力计A和B的示数F A和F B,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.第二步:用一个弹簧测力计测出重物M重力的大小计作F.(1)本实验中的弹簧测力计示数的单位为N,图中B的示数为________N.(2)利用力的图示来探究求合力的方法时,应过O点作出________(填“竖直向上”或“竖直向下”)的F来表示A和B两弹簧测力计的合力.4.某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y 轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图3(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y 轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长.(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出.测力计的示数如图(b)所示,F的大小为________N.(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点.此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N.①用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;图3②F合的大小为________N,F合与拉力F的夹角的正切值为________.若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则.5.小明通过实验探究求合力的方法:(1)实验所用的一只弹簧测力计如图4甲所示,在用它测力前应对它进行的操作是____________.图4(2)在测出F1、F2和对应的合力F后,他在纸上画出了F1、F2的图示,如图乙所示.请你帮助他在图中画出合力F的图示.(测得F=4.9 N,图中a、b为记录F方向的两点)(3)小明用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连接起来;观察图形后,他觉得所画的图形很像平行四边形.至此,为正确得出求合力的一般方法,你认为小明接下来应该做些什么?(写出两点即可)①________________________________________________________________________.②________________________________________________________________________.。
验证力的平行四边形法则实验专题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、实验题1.在“探究求合力的方法”实验中,选用量程为5 N的弹簧测力计做该实验.下图中F1= F2=3.00 N,甲同学的F1与F2方向的夹角约为60°,乙同学的F1与F2方向的夹角约为90°,丙同学的F1与F2方向的夹角约为120°,其中操作不合适的是(选填“甲”“乙”或“丙”)同学,原因是.2.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,另一端系上两根细绳及绳套,用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条,将结点拉到O点,如图甲所示。
此时要记录下弹簧测力计a、b的示数、,________________以及O点的位置;图乙中是用一个弹簧测力计拉细绳套时,在白纸上根据实验结果画出的图示。
F 与中,方向一定沿AO方向的是________________;如图丙,使弹簧测力计b从水平位置开始顺时针缓慢转动至竖直方向,在这个过程中保持O点位置和弹簧测力计a的拉伸方向不变,则在整个过程中关于弹簧测力计a、b的读数变化是_________________。
A.a增大,b减小减小,b增大C.a减小,b先增大后减小减小,b先减小后增大3.在“探究共点力合成的规律”实验中,用两个弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮筋,使它伸长到某一位置O点,为了确定两个分力的大小和方向,这一步操作中:必须记录的是______A.橡皮筋固定端的位置B.描下O点位置和两条细绳套的方向C.橡皮筋伸长后的总长度D.两个弹簧秤的读数做实验时,根据测量结果在白纸上画出如图所示的示意图,其中O为橡皮筋与细绳的结点,图中的和的合力的理论值是______;和的合力的实际测量值是______。
若两个弹簧秤的读数分为3N、4N,且两弹簧秤拉力方向的夹角为锐角,则______选填“能”或“不能”用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力,理由______。
验证力的平行四边形定则一、实验目的1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。
二、实验器材方木板一块、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条一段、细绳(两条)、白纸、刻度尺、三角板、图钉、铅笔。
三、实验原理等效法: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,都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点,则力F'就是这两个力F1、F2的合力。
作出F'的图示,再根据平行四边形定则作出力F1、F2的合力F的图示,比较F和F'的大小和方向是否相同,从而验证力的平行四边形定则。
四、实验步骤1.在桌面上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把它固定在方木板上。
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,细绳的另一端系着绳套。
3.用两个弹簧测力计分别钩住两个绳套,互成角度地拉橡皮条的同一结点,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O(如图所示)。
4.用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向,读出两个弹簧测力计的示数。
5.用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线,按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示,用平行四边形定则求出其合力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,读出弹簧测力计的示数,并记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F'的图示。
7.比较力F'与F的大小和方向,看它们在一定范围内是否相等。
8.改变两个分力的大小和夹角,再做两次实验。
本实验的依据是合力与分力的等效性,在操作时要记住“三注意”和“七记录”1.注意两次结点O的位置必须相同.2.实验中的两个细绳套不要太短.3.用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~100°之间为宜.4.两个弹簧测力计拉橡皮条时,记录两弹簧测力计示数、两绳方向和结点O的位置(五记录)5.一个弹簧测力计拉橡皮条时,记录弹簧测力计示数和细绳方向(二记录) 五、数据处理1.本实验用作图法处理数据,要注意三个力的图示必须用同一标度,要选取合适的标度,使力的图示在坐标纸中的比例尽量大些.2.根据二力平衡条件,实验得到的合力F′一定与橡皮筋在一条线上,用平行四边形定则作出的合力F由于实验误差偏离此直线。
力的合成与分解是物理学中非常重要的概念,特别是在力学和静力学中。
平行四边形定则作为力的合成与分解的具体应用,也是物理学习中的重要内容之一。
本文将从简到繁,由浅入深地探讨力的合成与分解以及平行四边形定则,并结合例题进行详细讲解和分析。
通过本文的阅读,你将深入理解这一概念,并能够灵活运用于解决物理学中的实际问题。
1. 力的合成与分解在物理学中,力的合成是指将多个力合成为一个力的过程,力的分解则是将一个力分解为多个力的过程。
力的合成与分解是基础的力学概念,是理解和解决物体受力情况的基础。
根据力的性质和作用方向,可以通过合成与分解来简化和解决物体所受合力的问题。
2. 平行四边形定则平行四边形定则是力的合成与分解的具体应用之一。
当两个力以及它们的作用方向和大小在空间中组成一个平行四边形时,可以利用平行四边形定则来求解合力的大小和方向。
平行四边形定则是静力学中非常常见的解题方法,也是物理学习中必须掌握的重要内容之一。
3. 例题分析现在,我们通过一道例题来具体分析力的合成与分解和平行四边形定则的应用:题目:如图所示,在空间中有两个力F1和F2,它们的大小分别为5N 和8N,方向分别为45度和120度。
求合力的大小和方向。
解析:根据平行四边形定则,我们可以将这两个力用矢量表示,然后按照平行四边形的性质进行合成。
画出力F1和F2的矢量表示,然后按照平行四边形定则,通过平行四边形的对角线和两条边的关系,求解合力的大小和方向。
通过以上例题分析,我们可以清楚地看到平行四边形定则在力的合成与分解中的应用,以及如何通过图示和矢量计算来解决具体问题。
这种例题分析有助于深入理解平行四边形定则,并能够灵活运用于实际的物理问题中。
总结和回顾通过本文的讲解和例题分析,我们全面地了解了力的合成与分解以及平行四边形定则的内容。
力的合成与分解是物理学中基础的概念,平行四边形定则作为其具体应用,是解决静力学问题的重要方法之一。
在学习物理学时,掌握和灵活运用这些概念对于理解和解决物理问题至关重要。
物理实验报告实验:探究求合力的方法——验证力的平行四边形定则作业与测试1.下图是甲、乙两位同学在《验证力的平行四边形定则》实验中所得到的实验结果,若用F表示两个分力F1、F2的合力,用F′表示F1和F2的等效力,则可以判断________(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是尊重事实的.2.做“验证力的平行四边形定则”实验中,实验步骤如下:(1)在水平放置的木板上,固定一张白纸.(2)把橡皮条的一端固定在O点,另一端拴两根细线.(3)取下白纸,在A点按同一标度,作出F1、F2、F的图示;(4) 利用平行四边形定则作F1、F2的合力F′,比较F和F′的大小和方向;(5)改用一个弹簧测力计沿水平方向拉绳套,仍把结点拉至A点,记下此时F的方向和大小.(6)用两个弹簧测力计分别沿水平方向拉两个绳套,把结点拉至A点,记下此时两力F1和F2的方向和大小.按照实验的先后顺序,合理的实验步骤应是: .3.在做“验证力的平行四边形定则”实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中正确的是 ( )A.同一次实验过程中,O点的位置允许变动B.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度C.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一只弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点,两弹簧测力计之间的夹角应取90°,以便于计算合力的大小4.橡皮条的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮条的活动端结点拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示,这时弹簧测力计的读数可从图中读出.(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N;(要求读到0.1N)(2)在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.欢迎您的下载,资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习资料等等打造全网一站式需求。
探究求合力的方法——平行四边形定则
编制人:周晓伟审核人:高一物理组领导签字---------------
【学习目标】
1.会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向.
2.探究求合力的方法.
【学习重难点】
掌握力的平行四边形定则
【自主学习】
1、思考与讨论
在图3.4-1中,假如这桶水的重量是200牛,两个孩子合力的大小一定也是200
牛。
现在的问题是:如果两个孩子用力的大小分别是F
1和F
2,
F
1
和F
2
两个数值相
加正好等于200牛吗?
⑴思考课本P.62“思考与讨论”,分析这两个力合成是这两个力直接相加吗?
2、怎样求合力呢?我们先来看一个演示实验.(用两只弹簧秤成一定角度提起一个重物,分别读一下两只弹簧秤的读数.然后用一只弹簧秤提起这个物体,看这时弹簧秤的读数)学生需要仔细观察读数
提问:(1)看一下两只弹簧秤的示数之和是不是等于一只弹簧秤的读数.
(2)力的合成并不是简单地相加减.那么它们之间的关系到底是怎样的呢?
3、实验过程
⑴实验仪器:方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度尺、图钉
⑵实验步骤(参照课本P.62图3.4-2)
①在桌上平放一个方木板,在方木板上铺上一张白纸,用图钉把白纸固定好.
②用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的G点(G点的位置应该靠近顶端中点),在橡皮筋的另外一端拴上轻质小圆环,小圆环上拴上两条细绳,细绳的另外一端是绳套.
③用弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,小圆环到某一位置O.
④用铅笔记下O的位置和两条细绳的方
向,记录:____________________、
____________________、
____________________。
⑤用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着
两绳的方向画直线,按照一定的标度作出两个
力F1和F2的图示.
⑥只用一只弹簧秤,通过细绳把小圆环拉
到相同的位置O点,记录:
____________________、
____________________,按同一标度作出这个
力F的图示.
⑦探究这三个力的大小及方向的关系.
4平行四边形定则:_________________________________________________________
_________________________________________________________。
平行四边形定则是矢量运算的普遍法则。
5(1)该实验依据的原理是什么?力的作用效果有几种?该实验利用了力的哪种作用效果?为什么不利用其它作用效果?
(2)做出F 1、F 2和F 的力的图示,F 是不是F 1、F 2之和?三个力满足什么关系?
⑶这个实验中一个力与两个力等效的标志是什么?这体现着力的什么特性?
(4)合力与分力处于平行四边形的什么位置?平行四边形有两条对角线,合力在哪一条上?你能用语言描述合力与分力的关系吗?
⑶注意事项
:①同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是:将两只弹簧秤钩好后对拉,若两只弹簧秤在拉的过程中,读数相同,则可选,若不同,应另换,直至相同为止,使用时弹簧秤与板面平行.
②在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差.
③画力的图示时,应选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,但也不要太大而画出纸外.要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力.
④在同一次实验中,小圆环O 位置一定要相同.
⑤由作图法得到的F 和实际测量得到的F ′,不可能完全符合,但在误差允许范围内可认为F 和F ′符合.
6、典型例题
例题一:在互成角度的两个力的合成实验中,某同学根
据实验数据画出了下图,则其中由实验操作测得的数据
有( )
A .F 1
B .F 2
C .F
D .F ′
例题二:橡皮筋的一端固定在A 点,另一端栓上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N 、最小刻度为0.1N 的弹簧测力计,沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。
当橡皮筋的活动端拉到O 点时,两根细绳相互垂直,如图所示。
这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N 和 N 。
(只须读到0.1N )
⑵在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
3
4 O
例题三(2010·宁波检测)“探究求合力的方法”的实验如图实-3-3甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.图实-3-3乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)图乙中的__________是力F1和F2的合力的理论值;
________是力F1和F2的合力的实际测量值.
(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是
否会发生变化?答:________.(选填“变”或“不变”)
(3)本实验采用的科学方法是()
A.理想实验法B.等效替代C.控制变量法D.建立物理模型法。