1、,相互作用,第 二 章,实验三 验证力的平行四边形定则,栏目导航,一、实验流程,知识梳理 夯实基础,二、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减小误差的方法 (1)结点O 定位O点时要力求准确 同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持不变 (2)拉力 用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向 应尽量使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内 两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小,(3)作图 在同一次实验中，选定的标度要相同 严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力 三、注意事项 操作不忘“三”“二”“一” 用两个弹簧测力
2、计拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和结点O的位置)，用一个弹簧测力计拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧测力计示数和细绳方向)及“一注意”(结点O的位置必须在同一位置)等,四、实验改进 本实验用一个弹簧测力计也可以完成实验，具体操作如下： 1把两条细绳中的一条细绳与弹簧测力计连接，另一条细绳用手直接抓住，然后同时拉这两条细绳，使结点至O点，记下两条细绳的方向和弹簧测力计的示数F1. 2放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一细绳上，然后同时拉这两条细绳，使结点至O点，并使两条细绳位于记录下来的方向上，读出弹簧测力计的示数F2. 其他步骤与提供两个弹簧测力计相同 这种操作的优点是
3、能减小因两个弹簧测力计的不同而带来的误差，但实验过程麻烦,考点1 实验原理与操作 例1(2018江西南昌模拟)某同学用钩码和弹簧测力计做“验证力的平行四边形定则”实验 (1)请将实验内容补充完整： 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，在另一端绑上两根系有细绳套的细线,核心考点 分层突破,B其中一根细线挂上5个质量相等的钩码(每个钩码质量均为50 g)，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录_、结点的位置O和细线方向,钩码的个数(细线上的拉力),1.5,B,解析 (1)由实验原理可知本实验利用等效替代法来验证“力的平行四边形定则”，图甲中钩码的重力即合力大小，细线方向即合力方向，所以应记
4、录钩码的个数(细线上的拉力)、结点O的位置和细线方向，在用钩码和弹簧测力计一起拉橡皮筋时，一定要将橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点的位置O重合，此时应记录钩码个数、弹簧测力计示数及对应的细线方向，分析图乙中结点的受力情况可得水平方向有4mgcos Fcos ，代入数据得弹簧测力计的示数应为F3mg1.5 N. (2)由(1)知是等效替代法,考点2 实验数据处理 例2(2017全国卷)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图甲所示将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的
5、A点时，橡皮筋处于原长 (1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由弹簧测力计读出弹簧测力计的示数如图乙所示，F的大小为_N. (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F14.2 N和 F25.6 N.,4.0,用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图甲中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合；,F合的大小为_N，F合与拉力F的夹角的正切值为_.若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在
6、实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则,4.0,0.05,答案 (2)F1、F2和F合如图所示,考点3 实验创新方案 1将水平面内改为在竖直平面内做实验，拉橡皮筋改为悬挂重物，可避免橡皮筋弹性变化带来的误差 2弹簧测力计用力传感器取代，可避免摩擦的影响，使读数更方便、精确 例3(2018安徽合肥模拟)一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则,(1)如图甲，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶_时电子秤的示数F. (2)如图乙，将三细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上水平拉开细线L1，
7、在白纸上记下结点O的位置、_和电子秤的示数F1. (3)如图丙，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L2，使_和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2. (4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示，若_，则平行四边形定则得到验证,静止,三细线的方向,结点O的位置,F和F在误差允许的范围内重合,解析 (1)要测量装满水的水壶的重力，则记下水壶静止时电子秤的示数F. (2)要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时也要记录三细线的方向以及电子秤的示数F1. (3)已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O的位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2. (4)根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示，若F和F在误差允许的范围内重合，则平行四边形定则得到验证,