第13讲：验证力的合成的平行四边形定则

验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则【基础回顾】考点内容：验证力的平行四边形定则考纲解读：1.知道什么是等效替代法。

2.能用作图法验证互成角度的两个力合成时遵守平行四边形定则.★基本实验要求：1．实验原理：互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F’产生相同的效果，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等．2．实验器材：木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺．3．实验步骤验证力的平行四边形定则（1）用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上．（2）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.如实验原理图所示．（3）用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F.（4）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F’和细绳的方向．（5）比较F’与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等．★规律方法总结：1．正确使用弹簧测力计：（1）将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止．（2）使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围．（3）被测力的方向应与轴线方向一致．（4）读数时应正对、平视刻度．2．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°～100°之间为宜．（3）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．3．误差分析：（1）误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等．（2）减小误差的办法：①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，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.【基础达标】1、某同学用两个弹簧测力计、一根橡皮筋、细绳套、三角板及贴有白纸的方木板等器材，进行“验证力的平行四边形定则”的实验。

三、验证力的平行四边形定则（一）目的验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则（二）器材方木板、白纸、弹簧秤(两只)、橡皮条、细绳套（两个）、三角板、刻度尺、图钉若干（三）原理一个力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，再根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F′与F是否大小相等，方向相同.（四）步骤1．用图钉把白纸钉在方木板上.2．把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点如图实3-1所示，橡皮条的另一端拴上两个绳套.3．用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O. 用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数. 注意在使用弹簧秤的时候，要使它的弹簧与木板平面平行.4．用铅笔和刻度尺从力的作用点（位置O）沿着两条绳套的方向画直线，按选定的标度作这两只弹簧秤的拉力F1和F2图示，以F1和F2为邻边利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.5．只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样位置O. 读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示.6．比较力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，看它们是否相等.7．改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验.（五）数据记录及处理（略）（六）注意事项1．使用弹簧秤前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要设法调整指针，使之指在零刻度处. 再将两个弹簧秤的挂钩钩在一起，向相反方向拉，如果两个示数相同方可使用.2．实验中的两只细绳套不要太短.3．在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同.4．在使用弹簧秤拉力时，拉力应沿弹簧秤的轴线方向. 弹簧秤中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内. 要防止弹簧秤卡壳，防止弹簧秤或橡皮条与纸面有摩擦.5．在同一实验中，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.（七）例题分析例1：图实3-2是两位同学在《互成角度的两个共点力的合成》实验中得到的实验结果，若用F表示两个分力F1、F2的合力，用F′表示F1、F2的等效力，可以判断（填“甲”或“乙”）同学的实验结果是尊重事实的.解析：由题设可知F为F1、F2的合力，通过平行四边形定则所得，而F′的方向应与细绳在同一直线上，故甲同学是尊重事实的.例2：在“验证力的平行四边形定则”实验中，为减小实验误差，下列措施可行的有：A．选弹性很好的橡皮条B．描点作图时铅笔应尖一些，作图比例尽量大一些C．用两个弹簧秤拉时，两弹簧秤的示数尽量大些D．用两个弹簧秤拉时，细绳套间的夹角越大越好解析：选择弹性较好的橡皮条可以保证两次力的效果相同；作图比例大些，弹簧秤示数大些可以减小相对误差。

第13讲 验证平行四边形定则一、基本概念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：使橡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 木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器。

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，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。

3．用两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）。

4．用铅笔描下结点O 的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。

在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F 1和F 2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 。

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F 1和F 2的大小和夹角。

再重复实验两次，比较每次的F 与F'是否在实验误差允许的范围内相等。

注意事项1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。

2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O 必须保持不变。

二、典型例题例1、如图所示是甲、乙两名同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时得到的结果。

若按实验中要求的符号表示各个力,则可判定其中哪一个实验结果是尊重实验事实的（ ）例2、在做“互成角度的两个力的合成”实验时，使用弹簧秤必须注意：A 、测量前检查弹簧秤的指针是否指在零点B 、在用弹簧秤拉橡皮条时，秤壳不要与纸面摩擦C 、在用弹簧秤拉橡皮条时，要使弹簧秤的弹簧与木板平面平行D 、在用弹簧秤拉橡皮条时，细绳和弹簧秤的轴线应在一条直线上例3、在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O 点，则下列说法中错误的是 ( ) AOA.同一次实验中，O 点位置允许变动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，把橡皮条的另一端拉到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，把橡皮条另一端拉到O 点例4、如图所示，用A 、B 两个弹簧秤拉橡皮条的D 点，使其伸长到E 点，现保持A 的读数不变，当∠α由图示位置减小时，欲使D 点仍在E 点位置保持不变，则可用的方法是A 、使B 的读数变大，β角变大B 、使B 的读数变大，β角变小C 、使B 的读数变小，β角变小D 、使B 的读数变小，β角变大三、作业练习：1、某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：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 ．用两个弹簧秤分别钩住绳套，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，读出两个弹簧秤的示数D ．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F 1和F 2的图示，并用平行四边形定则求出合力FE ．只用一只弹簧秤，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，按同一标度作出这个力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。