高中物理实验3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？

高考物理实验3、验证平行四边形定则针对训练1.有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是________。

A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________。

A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度C．用量角器量出三段绳子之间的夹角D．用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图中________是正确的。

(选填“甲”或“乙”)甲 乙解析：(1)此实验中的分力与合力的大小关系必须满足：|F1－F2|＜F3＜F1＋F2，因此B、C、D选项是可以的。

(2)A (3)实验中F3是竖直向下的，所以甲是正确的。

[答案]　(1)BCD　(2)A　(3)甲2．某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”，设计的实验装置如图。

固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点，另一端系绳套1和绳套2。

(1)实验步骤如下：①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点，记下弹簧测力计的示数F；②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，弹簧测力计的示数为F1；③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′＝________；④比较________，即可初步验证力的平行四边形定则。

(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2沿120°方向不变，此过程中保持橡皮筋的结点在O 点不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是________。

01
比较一下．力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向．
02
改变两个力F1、F2的大小和夹角，重复实验两次．
基础知识梳理
弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉，若两只弹簧在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直至相同为止．
弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下使用．
实验三 验证力的平行四边形定则
一个力F′的作用效果与两个共点力F1和F2的共同作用效果都是把橡皮条拉伸到某点，所以F′为F1和F2的合力．作出F′的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F′和F是否大小相等，方向相同．如果在误差范围内，F′和F相同，那么力的平行四边形定则就正确．
基础知识梳理
用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1、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点画平行四边形的对角线，即为合力F的图示．
基础知识梳理
只用一只弹簧测力计钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺从O点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示．
注意事项
核心要பைடு நூலகம்突破
不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化．
细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连直线确定力的方向．
核心要点突破
题型二 对实验原理、实验误差的分析
例2
高频考点例析
【思路点拨】 根据平行四边形定则作图，由平行四边形的边角关系判断．

第二章
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
-4-
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。
-18-
关闭
第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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本题考查学生对实验原理的创新及应用,基于实验数据得出结论并 作出解释,目的是培养学生的科学探究能力和科学的态度。
第二章
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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本题考查学生对实验数据的获取和处理数据的能力,目的是培养学 生的科学探究能力和科学的态度。
第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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实验的改进与创新 本实验一般是在教材实验原理的基础上,以实验中操作的注意事 项、误差来源设置条件,或通过改变实验条件、实验仪器设置题目。 因此要在教材实验的基础上注重器材变化后对分力和合力的分析 判断能力的培养,要善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新 问题。
第二章
命题点一 命题点二 命题点三
实验3 验证力的平行四边形定则
必备知识 关键能力 对应演练
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①用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目 的是 。 ②实验中利用图中标记的O点和b点确定分力方向时,图甲中的b 点标记得不妥,其原因是 。 ③图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示,其中 (选填“F”或“F'”)是F1和F2合力的实际测量值。

实验三验证力的平行四边形定则（解析版）1.实验原理等效思想:互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F'产生相同的作用效果,看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F'在实验误差允许范围内是否相同。

2.实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳及细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(多个)、铅笔。

3.实验步骤(1)仪器安装①用图钉把白纸钉在水平放置的方木板上。

②用图钉把橡皮条的一端固定在A点,如图所示,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。

(2)测量与记录①用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,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。

记录两弹簧测力计的读数F1、F2,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。

②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F'和细绳的方向。

(3)换白纸,改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次实验。

4.数据分析(1)用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两绳的方向画直线,按选定的标度作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板以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,即合力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中弹簧测力计的拉力F'的图示。

(3)比较F与F'是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则。

5.注意事项(1)位置不变:在同一次实验中,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°~100°为宜。

(3)尽量减少误差①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。

②细绳应适当长一些,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。

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

• 解题探究：(1)两个分力F1、F2分别沿哪个 方向？ • (2)合力F3沿哪个方向？ • (3)“用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸 到相同长度，发现读数不相同”说明了什 么？ • 答案：(1)两个分力F1、F2分别沿OP1、OP2 方向。 • (2)合力F3沿OP3方向。 • (3)说明橡皮筋多次拉伸后劲度系数发生了
核心考点突破
•实验操作及结果分析
小明通过实验验证力的平行四边形定 则。 导学号 51342228 (1)实验记录纸如图 1 所示，O 点为橡皮筋被拉伸 后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力 F1 和 F2 的方向分别过 P1 和 P2 点；一个弹簧测力计拉橡 皮筋时，拉力 F3 的方向过 P3 点。三个力的大小分别 为：F1＝3.30N、F2＝3.85N 和 F3＝4.25N。请根据图 中给出的标度作图求出 F1 和 F2 的合力。
• (2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮
筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实
验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮
筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于
是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的
影响。
• 实验装置如图2所示，将一张白纸固定在竖
直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O
点，下端N挂一重物。用与白纸平行的水
• 六、注意事项 • (1)正确使用弹簧测力计：①本实验需要选 用规格相同的两只弹簧测力计；②使用时 读数尽量大，但不能超出范围；③被测力 的方向与轴线方向要一致；④读数时应正 对、平视刻度。 • (2)位置不变：在同一次实验中，橡皮筋拉 长后，结点O的位置必须保持不变。 • (3)角度合适：用两只弹簧测力计钩住细绳 套互成角度地拉橡皮筋时，夹角不宜太大 也不宜太小，以60°～100°为宜。

(2)根据平行四边形定则作出 FA 和 FB 的合力 F， 如图乙所示， 量出其长度，对应 5 mm 表示 1 N 可得 F＝ 5.8 N.
第20页
(3)利用平行四边形定则得出的合力与弹簧测力计的示数 FC ＝ 6.0 N，在实验误差允许的范围内相等，故实验的结果能验证 平行四边形定则．
答案： (1)见解析图 (2)见解析图 (3)能 5.8(5.7～ 6.1 均可 )
第14页
(1)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示．其中， 细绳 CO 对 O 点的拉力大小为________N； (2)请将图甲中细绳 CO 和 BO 对 O 点两拉力的合力 F 合画在 图乙上．由图求出合力的大小 F 合 ＝ ________N(保留两位有效数 字 )． (3) 某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴 趣，于是，他将刻度尺与弹簧测力计平行放置，如图丙所示，利 用读得的数据，他得出了弹簧的劲度系数．那么，该弹簧的劲度 系数 k＝ ________N/m(保留两位有效数字)．
第11页
(2)某次操作时两弹簧测力计的指针指在图中所示的位置， 则两弹簧测力计的读数分别为 FB＝ ______N， FC＝ ______N； (3)如果本实验所用弹簧测力计的量程均为 5 N．其中图甲 中 F1＝ 3.00 N， F2＝ 3.80 N，且两力互相垂直；图乙中 F1＝ F2 ＝ 4.00 N，且两力的夹角为 30° ；图丙中 F1＝ F2＝ 4.00 N，且两 力的夹角为 120° .其中明显不符合操作的是图________．
第26页
(1)改变钩码个数，实验能完成的是( A．钩码的个数 N1＝ N2＝ 2， N3＝ 4 B．钩码的个数 N1＝ N3＝ 3， N2＝ 4 C．钩码的个数 N1＝ N2＝ N3＝ 4 D．钩码的个数 N1＝ 3， N2＝ 4， N3＝ 5

人教版物理必修1第二章实验三：验证力的平行四边形定则一、实验探究题。

1. 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1mm）的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分除外），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=4.2N和F2=5.6N．①用5mm长度的线段表示1N的力，以O点为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力F；合②F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________．若F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，则该实验验证了合力的平行四边形定则．2. 某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所有器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）．（1）具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有（）A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同C.使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力（2）该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示．其中对于提高实验精度最有利的是（）A. B.C. D.3. 如图甲所示为“验证力的平行四边形定则”的实验装置图，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．（1）关于此实验，下列说法中正确的是（）A.同一次实验中，O点位置不允许变动B.实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置C.拉橡皮筋的细绳适当长些D.橡皮筋弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些（2）某同学已画出某次实验中两弹簧测力计拉力的示意图及两个拉力的合力F，如图乙所示，这个合力F是力F1和F2合力的________（填“理论值”或“实际值”），如果用“”作为标度，则该同学量出的F的值为________（结果保留3位有效数字）．4. 某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量m=1kg的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材，设计如下实验验证力的平行四边形定则，同时测出弹簧的劲度系数k．其操作如下：a．将弹簧P上端固定，让其自然下垂，用刻度尺测出此时弹簧P的长度L0=12.50cm；b．将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端，待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度L1，如图甲所示，则L1=________cm；c．在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油，将弹簧Q的挂钩钩在细绳上的某一位置，缓慢的拉起弹簧Q，使弹簧P偏离竖直方向夹角为60∘，测出弹簧Q的长度为L2及其轴线与竖直方向夹角为θ，如图乙所示；（1）取重力加速度g=10m/s2，则弹簧P的劲度系数k=________ N/m；（2）若要验证力的平行四边形定则，L2和θ需满足的条件是L2=________cm，θ=________．5. 某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳．实验时，先将两条橡皮筋的一端的细绳固定在墙上的钉子A上，一条橡皮筋任其下垂，如图甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子B上，如图乙所示．（1）为完成实验，下述操作中必需的是（）A.两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要相同B.要测量橡皮筋的原长C.要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度D.要记录图甲中结点O的位置及过结点O的竖直方向E.要记录图乙中结点O′的位置及过结点O′的竖直方向（2）对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的是（）A.橡皮筋的材料和原长相同即可B.橡皮筋的材料和粗细相同即可C.橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同6. 如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，并可沿固定的圆弧形轨道移动．B固定不动，通过光滑铰链连接一轻杆，将细绳连接在杆右端O点构成支架，调整使得O点位于圆弧形轨道的圆心处，保持杆沿水平方向．随后按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ；②对两个传感器进行调零；③用另一绳在O点悬挂住一个钩码，记录两个传感器读数；④取下钩码，移动传感器A，改变θ角，重复上述步骤①②③④，得到图示数据表格a．（１）根据表格a，可知A传感器对应的是表中的力________（填“F1”或“F2”)，并求得钩码质量为________kg（保留一位有效数字），取重力加速度g=10m/s2；（2）换用不同钩码做此实验，重复上述实验步骤，得到数据表格b．则表格b中30∘所对应的F2空缺处数据应为________N；表格a（3）实验中，让A传感器沿圆心为O的圆弧形（而不是其他的形状）轨道移动的主要目的是（）A.方便改变A传感器的读数B.方便改变B传感器的读数C.保持轻杆右端O的位置不变D.方便改变细绳与杆的夹角θ参考答案与试题解析人教版物理必修1第二章实验三：验证力的平行四边形定则一、实验探究题。

(2)两个分力的起始夹角α太大，如大于120°，再重复做两次
实验，为保证结点O位置不变(即保证合力不变)，则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。 (3)作图比例不恰当、不准确等造成作图误差。
本实验用一个弹簧测力计也可以完成，具体操作如下： (1)把两条细绳套中的一条细绳套与弹簧测力计连接，另一 条细绳套用手直接抓住，然后同时拉这两条细绳套，使
结点至O点，记下两条细绳套的方向和弹簧测力计的示
数F1。
(2)放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一细绳套上，用 手再同时拉这两条细绳套，使结点至O点，并使两条细绳
套位于记录下来的方向上，读出弹簧测力计的示数F2。
其他步骤与提供两只弹簧测力计相同。
[例1] 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秤互 成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡 皮条。
[解析] (1)只有拉到同一位置时，两次的作用效果才能相 同，即第二次的一个力才是第一次两个力的合力。
(2)用两个弹簧秤通过细绳拉橡皮条时，两力间的角度应较
大一些，便于实验结果更准确，故A错误；弹簧秤、细绳、 橡皮条要尽量与木板平行，如果不平行会导致在木板上画 出的力的图示与实际不符，故B正确；两弹簧秤示数之差 的大小对实验没有影响，故C错误；标记同一细绳方向的
＝3/4。
[答案]
(1)结点 O 的位置
钩码个数
拉力方向(或细线方 钩
向) 橡皮筋与细线的结点 O 与步骤 B 中结点位置重合 码个数和对应细线的方向 3 (2) 4
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实验三：验证力的平行四边形定则误差分析:本实验的误差除弹簧测力计本身的误差外，还主要来源于以下两个方面： 1．读数误差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，要按有效数字正确读数和记录．2．作图误差减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定要平行，两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大．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(1)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．(2)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热点二 实验过程及数据处理方法：1．实验过程应注意(1)结点O①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 点必须保持不变．(2)拉力①用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向．②应尽量使橡皮条、弹簧秤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．2．操作不忘“三”“二”“一”用两个弹簧秤拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧秤示数、两细绳方向和结点O 的位置)，用一个弹簧秤拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧秤示数和细绳方向)及“一注意”(结点O 的位置必须在同一位置)等．【跟踪短训】1、有同学利用如图1所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A 和B ，将绳子打一个结点O ，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是( )．A ．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B ．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C ．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D ．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 ( )．A ．标记结点O 的位置，并记录OA 、OB 、OC 三段绳子的方向B ．量出OA 、OB 、OC 三段绳子的长度C ．用量角器量出三段绳子之间的夹角D ．用天平测出钩码的质量图1(3)在作图时，你认为图2中________是正确的．(填“甲”或“乙”)图22、如图3所示，某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物．(1)为完成该实验，下述操作中不需要的是________．A．测量细绳的长度B．测量橡皮筋的原长C．测量悬挂重物后橡皮筋的长度D．记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_________________________．图33．（1）在做“验证力的平行四边形定则”实验时,橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤分别拉着两根绳套把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,则下列说法中正确的是（）A．同一次实验中, O点位置不允许变动B．实验中，橡皮条、细绳和弹簧秤应与木板保持平行C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间的夹角必须取90°D．实验中，要始终将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点。

实验3 验证力的平行四边形定则一．选择题1．实验“探究求合力的方法”的实验装置如图所示，下列说法中正确的是（）A．实验中只需记录两弹簧测力计的拉力大小B．实验中只需记录两弹簧测力计的拉力方向C．为减小误差，弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行D．为了计算方便，实验中两个分力间的夹角应等于90°二．多选题2．在做完“验证力的平行四边形定则”实验后。

某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，其中正确的是（）A．用弹簧测力计拉橡皮条时，必须使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行B．用两只弹簧测力计拉橡皮条时。

必须使两细绳套间的夹角为90°C．用两只弹簧测力计拉时合力的图示F和用一只弹簧测力计拉时拉力的图示F'不完全重合，但在误差允许范围内仍可以说明“力的平行四边形定则”成立D．若用两只弹簧测力计拉时，拉力F1、F2方向不变，大小各增加1N．则合力F的方向不变，大小必增加1N三．填空题3．某同学做“验证力的平行四边形定则”实验的情况如图甲所示，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，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

（1）关于此实验的下列说法中正确的是。

A．同一次实验中，O点位置不允许变动B．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置C．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°D．实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点（2）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是。

四．实验题4．在《探究共点力合成的规律》实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O 为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳。

（1）为了实现合力与分力效果相同，则必须。

（2）图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示则F、F′中实际拉的力是（填“F”或“F′”）。

高中物理实验知识点专题讲解 验证力的平行四边形定则知识创新型实验。

例如设计型、开放型、探讨型实验等都有不同程度的创新，比如利用所学知识设计出很多测量重力加速度的实验方案。

其中，力学设计性实验在近年高考中有加强的趋势，应引起高度重视。

【实验目的】验证力的合成的平行四边形定则。

【实验原理】：此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使像皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则 。

【实验器材】：方木板一块，弹簧秤两个，细绳套两个，图钉（若干），三角板，刻度尺，铅笔。

实验中除了上述器材外，需要的器材还有：。

其中你使用的弹簧秤的量程为 ；最小刻度为 ；【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。

2、用图钉把橡皮条的一端固定在板上的 A 点，有两条细绳套在 橡皮条的另一端。

3、用个弹簧秤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）。

1/84、用铅笔描下结点 O 的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧评的读数，在白纸 上按比例作出两个弹簧秤的拉力 F1 和 F2 的图示。

利用刻度尺和三角板根据平行四边 形定则求出合力 F。

5、只用一个弹簧秤，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 弹簧秤的读数和细绳的方向，按同样的比例用刻度尺从 O 点起做出这个弹簧秤的拉力 F`的图示。

6．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。

7．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`是否在实验误码差允许的范围内相等。

【注意事项】： 1、弹簧秤使用前应将弹簧秤水平放置，然后检查、矫正零点，需了解弹簧秤的量程、单位和最小刻度，读数时视线要正对刻度盘。

2、选择弹簧秤时，可将两弹簧秤自由端钩在一起，沿水平方向拉伸，看两个读数变化是否一样，若一样即适用。

实验：验证力的平行 四边形定则
验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则
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,所以力F′就是 这两个力F1和F2的合力,作出力F′的图示.再根据平行四
边形定则作出力F1和F2的合力F的图示,比较F和F′的大
小和方向是否相同,若相同,则说明互成角度两个力合成 时遵循平行四边形定则.
计拉橡皮条时的拉力，显然F′的方向应在细线的方向上，
因甲同学F′的方向与细绳在同一直线上，故甲同学是尊 重事实的． 答案：甲 本题解答的重点在F′的方向的确定上．两位同学的实验
结果都有误差，这是正常的，但乙同学很明显在F′的方
向的确定上违背了实验的要求，作图是错误的．
例2 将橡皮筋的一端固定在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.当橡皮筋 的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示.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（即保证合力不变),则α 变 化范围不大，因而测力计示数变化不显著,读数误差大. 4.作图比例不恰当造成作图误差.
提示：保持两力的大小不变,改变两力之间的夹角,使两
力的合力发生变化,可以通过观察结点的位置变化,判断
合力大小的变化情况,结点离固定点越远,说明两力的合
力越大.
3.每次实验都必须保证结点的位置保持不变,这体现了怎 样的物理思想方法？若两次橡皮条的伸长长度相同,能否 验证平行四边形定则？ 提示:每次实验保证结点位置保持不变,是为了使合力的 作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学 中等效替代的思想方法.由于力不仅有大小,还有方向， 若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两

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(3)要保证结点不动，应保证合力不变，则由平行四边形定则可知，合力不 变，M方向向合力方向靠拢，根据图象可知，N的拉力减小，同时应减小β角，A 正确．
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考点2 实验的拓展与创新
1．实验器材的创新 (1)橡皮筋替代弹簧测力计． (2)橡皮筋的弹力与其伸长量大小成正比，根据伸长量确定弹力大小的关系． 2．实验原理的创新 两根橡皮筋的共同作用效果与一根橡皮筋的作用效果相同． 还可以从以下两个方面创新： (1)使用力的传感器——用力传感器确定各力的大小，同时确定细绳中拉力的方 向，再结合力的图示作图验证平行四边形定则． (2)钩码代替弹簧测力计．
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(1)根据表格，A传感器对应的力是表中________(填“F1”或“F2”)，钩码质量 为________ kg，g取10 N/kg(结果保留1位有效数字)．
(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是________． A．因为事先忘记调零 B．何时调零对实验结果没有影响 C．为了消除横杆自身重力对结果的影响 D．可以完全消除实验的误差
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题眼 (1)传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负，A传感器 能受到压力吗？(2)结点O受到哪些力处于平衡状态，选择表格中的某组数据可以 得到钩码的质量．
【答案】(1)F1 0.05 (2)C 【解析】(1)A传感器中的力均为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡 时，mg＝F1sin θ，当θ＝30°时，F1＝1.001 N，可求得m≈0.05 kg. (2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消除横杆自身重力对结果 的影响，故C选项正确．
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①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ； ②对两个传感器进行调零； ③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数； ④取下钩码，移动传感器A改变θ角重复上述实验步骤，得到表格.

2021届高考物理必考实验三：验证力的平行四边形定则1.实验原理等效思想:互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F'产生相同的作用效果,看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F'在实验误差允许范围内是否相同。

2.实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳及细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(多个)、铅笔。

3.实验步骤(1)仪器安装①用图钉把白纸钉在水平放置的方木板上。

②用图钉把橡皮条的一端固定在A点,如图所示,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。

(2)测量与记录①用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,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。

记录两弹簧测力计的读数F1、F2,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。

②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F'和细绳的方向。

(3)换白纸,改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次实验。

4.数据分析(1)用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两绳的方向画直线,按选定的标度作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板以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,即合力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中弹簧测力计的拉力F'的图示。

(3)比较F与F'是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则。

5.注意事项(1)位置不变:在同一次实验中,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°~100°为宜。

(3)尽量减少误差①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。

②细绳应适当长一些,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。