实验02:验证力的平行四边形定则1
- 格式:doc
- 大小:17.00 KB
- 文档页数:2
验证力的平行四边形定则一、实验目的:验证平行四边形定则二、实验器材:方木板一块,测力计两个,细绳两段,橡皮条一段,白纸,铅笔,刻度尺,量角器,图钉。
三、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。
四、实验步骤:1、把橡皮条的一端固定在板上的A点;2、用两条细绳结在橡皮条的另一端,通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条,橡皮条伸长,使结点伸长到O点(如图);3、用铅笔记下O点的位置,画下两条细绳的方向,并记下两个测力计的读数;4、在纸上按比例作出两个力F1、F2的图示,用平行四边形定则求出合力F;5、只用一个测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点,记下测力计的读数和细绳的方向,按同样的比例作出这个力F′的图示,比较F′与用平行四边形定则求得的合力F,比较合力大小是否相等,方向是否相同;6、改变F1和F2的夹角和大小,再做两次。
五、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。
1、在做“验证力的平行四边形定则”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)要使每次合力与分力产生相同的效果,则必须 ( A )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)为了提高实验的准确性,减小误差,实验中应该注意什么?(4)在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学的实验结果如图所示,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____F____是力F1与F2的合力的理论值;____F,____是力F1与F2的合力的实验值.通过把____F____和_____ F,___进行比较,验证平行四边形定则.2、“验证力的平行四边形定则”实验中(1)部分实验步骤如下,请完成有关内容:A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线;B.在其中一根细线挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录:________、________、________;C.将步骤B中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整B、C的位置,使_______________________,记录______________________________________________;(2)如果“力的平行四边形定则”得到验证,那么图乙中=________。
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。
实验报告(1)——验证力的平行四边形定则
实验原理:如图:
实验步骤:(DIS实验将测力计换成力传感器)
(1)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
条的另一端栓上两个细绳套。
(2)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成
角度的拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一点位置
O,如图所示,记录两弹簧测力计的读数,用铅
笔描一下O点的位置及此时两细绳的方向。
(3)只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮
条的结点拉到同样地位置O,记下下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。
注意事项:
a)正确使用弹簧称
i.弹簧称选取:两弹簧称对拉读数可以使用
ii.弹簧称的计数应在内尽可能
iii.被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向,拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩擦
b)规范实验操作
(1)不要直接以橡皮条断点为结点,可用一段细绳连两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点小些,以便准确地记录结点O的位置。
(2)在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点O的位置一定要。
实验二、互成角度两个力的合成
实验目的:验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边定则
实验原理:结点受三个共点力作用处于平衡状态,则F1、F2之合力必与橡皮条拉力平衡,改用一个拉力F0使结点回到O点,则F0必与F1、F2的合力等效。
以F1F2为邻边作平行四边形求出合力F,比较F与F0的大小和方向,以验证互成角度的两个力合成时平行四边形定则。
实验器材: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、细芯铅笔
实验指导:本实验是一个验证性的实验。
由共点力的平衡条件可知,当三个共点力平衡时,任意二力的合力一定是第三个力的平衡力。
根据此原理,如果使F1和F2的合力作用效果与F’的作用效果相同(都使橡皮的结点延伸到同一位置),则F1和F2的合力与F’等大同向.实验时,由平行四边形法则作出F1和F2的合力F的图示,再作出F’的图示,比较F和F’是否大小相等,方向相同.
为保证实验顺利进行,减小实验误差,实验时须注意以下几点:
①不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳,再联两细绳套,以三绳交点为结点,可使结点较小,以便准确地记录结点的位置;②弹簧秤在使用前要校正零点,拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦,并要将两弹簧互相钩着水平地拉,选择两只读数完全一致的弹簧秤使用,以减小实验误差;③施拉力时要沿弹簧秤轴线方向,且要注意橡皮条、弹簧秤和细绳均不可与木板接触,而且还要与木板保持平行,为了做到这些,应使细绳适当长些,以便将弹簧秤拉至木板边缘以外,同时,手应拉着弹簧秤上端的圆环,不要拉着秤身;④使用弹簧秤测力时,拉力适当大一些,可减小相对误差,但必须兼顾合力不要过大,以免用一只弹簧秤拉时,超出它的量程;⑤画力的图示时,应选项取适的标度,尽量使图画得大些,严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。
实验练习题:
1、互成角度的两个力的合成实验目的是:(验证互成角度的两个力合成时的平行四边形法则)该实验中所需要的器材除方木板、白纸、两只弹簧秤、橡皮条、铅笔、刻度尺、几个图钉外,还需要(三角板)和(两只绳套)。
2、.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。
[⑴4.0N,2.5N。
⑵选择适当的单位长度作出图示(图略),但必须有刻度和单位]
3、在互成角度两个力的合成实验时以下说法错误的有:(解析略答案:ACD)
A、用两只弹簧秤拉橡皮条时,应使两细绳之间的夹角为900,以便算出合力的大小;
B、用两只弹簧秤拉橡皮条时结点的位置与用一只弹簧秤拉橡皮条时结点的位置重合;
C、若用两只弹簧秤拉时合力的图示F与用一只弹簧秤拉时拉力的图示F,不完全重合,说明力的合成的平行四边形定则不一定是普遍成立的;
D、若F1和F2的方向不变,而大小各增加1N,则合力F的方向不变,大小也增加1N;
4、在本实验中,若测F1的弹簧秤上的弹簧与外壳发生了摩擦,则势必会引起F1与F2的合力F
的偏差。
把F与真实值相比较,F的大小偏,(偏大、偏小)方向偏(右、左)。