1 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21FF，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21FF，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． 2 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：21FF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．
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。
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．
第 1 页 实验：验证力的平行四边形定则
一、实验目的
验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则．
二、实验原理
结点受三个共点力作用处于平衡状态，则F1与F2的合力必与橡皮筋的拉力平衡；改用一个拉力F′，使结点仍到原位置O点，则F′必与F1、F2的合力等效，以F1、F2为邻边作平行四边形求出合力F，比较F′与F的大小和方向，以验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则．
三、实验器材
方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔、橡皮筋、细绳(两根)等.
一、实验步骤及数据处理
1．仪器的安装：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，橡皮条的另一端拴上两个细绳套，如图1所示．
图1
2．操作与记录：
(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，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向．
(2)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．
3．作图与分析：
(1)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．
图2 第 2 页 (2)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计时的拉力F′的图示，如图2所示．
(3)比较一下力F′与用平行四边形定则求出的合力F，在误差允许的范围内大小和方向是否相同．
(4)改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复上述实验两次．
二、误差分析
产生原因 减小方法
偶然
误差 读数误差 读数时眼睛要正视刻度线
作图误差 作图时严格尺度规范作图
系统
误差 弹簧测力计
本身的误差 调零、两弹簧测
力计对拉读数相等
