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。
1
验证力的平行四边形定则专题
1.“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，和为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1） 如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，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
（3） 在此实验过程中必须注意以下几项：其中正确的是___________。（填入相应的字母）
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 .用两个弹簧秤同时拉细绳时须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置
2.用等效代替法验证力的平行四边形定则的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图。
（1） 本实验中“等效代替”的含义是_____。
A .橡皮筋可以用细绳替代
B .左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C .右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D .两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
（2） 图乙中的与两力中，方向一定沿着AO方向的是，图中是、合力的理论值。
3.做“验证力的平行四边形定则”的实验时：
（1） 本实验采用的科学方法是____（填正确答案标号）。
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
（2） 从如图可读得弹簧秤B的示数为N。 2
（3） 某同学认为实验中应该注意下列要求，其中正确的是____
A .两根细绳必须等长B .在使用弹簧秤时要使弹簧秤与木板平行
C .两根细绳的夹角必须成90°角D .在不超出量程的前提下，要使弹簧秤读数适当大一些
中学教育
中学教育
2021届高考物理二轮复习实验精解训练（3）
实验：验证力的平行四边形定则
1.如图甲所示，在“探究求合力的方法”实验中，A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与绳套的结点，OB和OC为细绳.
（1）该实验除了图示器材，还需要的测量工具为________.用两个弹簧测力计拉橡皮筋，将橡皮筋与绳套的结点拉到O点，这时需要记录________（填写正确答案标号）.
A.橡皮筋的伸长量
B.两弹簧测力计的示数
C.橡皮筋固定端位置
D.O点的位置
E.两细绳间的夹角
F.两条细绳的方向
（2）某次实验中，拉细绳OB的弹簧测力计指针位置如图乙所示，其读数为_________N.
（3）再用一个弹簧测力计拉橡皮筋，同样将橡皮筋与绳套的结点拉到O点.实验最后得到的结果如图丙所示，其中_________（填“F”或“F”）是合力的理论值，______（填“F”或“F”）是合力的实际值.
2.某实验小组用一个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，设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处，另一端系绳套1和绳套2。
（1）主要实验步骤如下： 中学教育
中学教育 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处，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，使橡皮筋的结点到达O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，记下绳套1弹簧测力计的示数1F；
③根据力的平行四边形定则，计算此时绳套1的拉力1F________F；
④比较1F和1F，即可初步验证力的平行四边形定则；
⑤只改变绳套2的方向，重复上述实验步骤。
（2）保持绳套2方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动90°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是_______。
实验(三)验证力的平行四边形定则
考点考级
命题点 考查频率
实验原理与实验操作(Ⅰ) 命题点1：考查实验原理
命题点2：考查实验操作 ————
实验数据处理与误差分析(Ⅰ) 命题点：实验数据处理与误差分析 2017·课标卷Ⅲ，22
实验拓展与创新(Ⅱ) 命题点1：实验拓展
命题点2：实验创新 ————
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．
2．培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力．
二、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．
三、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、铅笔．
四、实验步骤
1．用图钉把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A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．
3．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，如图所示，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的方向．
4．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．
5．改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验．
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，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．
六、注意事项
1．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，读数相同．
2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同．
