2020-2021年高中物理实验专题训练:验证力的平行四边形定则(三)

时间:2020-9-20 作者:791650988

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实验三 验证力的平行四边形定则

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同.

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、铅笔.

3.实验步骤

(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.如图1甲所示.

(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,如图乙所示.

(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同.

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,

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读数应尽量大些,但不能超出弹簧测力计量程.

(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,是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用效果相同,这是利用了等效替代的思想.

(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盘,要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录.

②作图时使用刻度尺,并借助三角板,一定要使表示两力的对边平行.

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