1、实验三：验证力的平行四边形定则,一、实验原理与实验操作,二、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 60100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.,三、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
2、簧测力计的刻度，,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录.,(2)作图时用刻度尺借助于三角板，使表示两力的对边一定,要平行.,【基础自测】,某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤,是：,A.在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图,钉把白纸钉在方木板上,B.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,C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置 O，记下 O 点的位置，读出两个弹簧测力计的示数,D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力 F1 和 F2 的图示，并
3、用平行四边形定则求出合力 FE.只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力 F的图示,F.比较 F和 F 的大小和方向，看它们是否相同，得出结论上述步骤中：,(1)有重要遗漏的步骤的序号是_和_.,(2)遗漏的内容分别是_和_.,解析：步骤 C 中忘记记录两细绳套的方向，步骤 E 中应将结点拉至 O 点.答案：(1)C E,(2)记录两细绳套的方向,把结点拉至 O 点,考点 1,对实验原理及实验操作的考查,【典题 1】(2018 年天津卷)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，所有器材有：方木板一块，白纸，量程为 5 N
4、的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个).,(1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，,其中正确的是_.,A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上,B.重复实验再次进行验证时，结点 O 的位置可以与前一次,不同,C.使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线,应正对测力计刻度,D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只,用一个测力计时的拉力,(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置 O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示.其中对于提高实验精度最有利的是_.,A,B,C,D,
5、解析：(1)为了使实验结果更具有普遍性，在实验过程中不应让橡皮条的拉力方向具有特殊的角度或位置，A 错误；只有每一次实验时用一个力和用两个力拉的效果相同即可，即 O 点位置相同，不需要每次实验的 O 点位置都相同，B 正确；使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，C 正确；合力可以大于任一个分力，也可以等于分力，还可以小于任一分力，D 错误.(2)A、D 图中选取的力的标度过大，导致画力时，线段太短，不利于实验精确度；B 图和 C 图选用的标度相同，但 C 图中力太小，不利于作平行四边形，B 符合题意.答案：(1)BC (2)B,方法技巧：实验操作记忆口诀：结
6、点位置O 确定，两绳夹角要适中.力秤木板要平行，眼睛读数垂直秤.细绳套应适当长，铅笔两点定方向.画力标度要适当，不然误差要粗放.,考点 2,对实验过程及数据处理的考查,【典题 2】(2017 年新课标卷)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 S3-1 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 A 点时，橡皮筋处于原长.(1)用一个弹簧测力计将橡皮筋的 P 端沿 y 轴从 A 点拉至坐标原点 O，此时拉力 F 的大小可由测力计读出.测
7、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.,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.,甲,乙,图 S3-1F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
8、.,解析：(1)由图可知，F 的大小为 4.0 N.(2)画力F1、F2的图示，画出合力F合，F合长为20 mm，所以F合大小为4.0 N，结合图象并根据数学几何关系知，F合与拉力 F 的夹角的正切值为 0.05.图 D16,答案：(1)4.0 (2)如图 D16 所示.,4.0 0.05,1.实验原理的创新：根据共点力平衡的条件，任意两个力,的合力必与第三个力等大反向，得到两个力的合力.,2.力测量的创新：(1)根据胡克定律，橡皮筋的弹力可近似认为与其伸长量成正比，将力的测量转化为伸长量的测量；(2)根据平衡条件得到合力与分力的大小.,【典题 3】(2017 年高考押题卷)有同学利用如图 S
9、3-2 所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮 A 和 B，将绳子打一个结点 O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力 TOA、TOB 和 TOC，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是_.,A.钩码的个数N1N22，N34 B.钩码的个数N1N33，N24 C.钩码的个数N1N2N34 D.钩码的个数，N13，N24，N35,(2)在拆下钩码和绳子前，应该做好三个方面的记录：_；_；_.,图 S3-2,解析：(1)对 O 点受力分析如图 D17 所示，OA、OB 和 OC分别表示三个力的大小，由于三个共点力处于平
10、衡，所以 OC等于 OD.因此三个力的大小构成一个三角形.A 项以钩码的个数表示力的大小，则不能构成三角形，A 错误.B 项以钩码的个数表示力的大小，则三力为边构成等腰三角形，B 正确.C 项以钩码的个数表示力的大小，则三力为边构成等边三角形，C 正确.D项以钩码的个数表示力的大小，则三力为边构成直角三角形，D 正确.故选 BCD.(2)为验证平行四边形定则，必须通过作受力图.所以先明确受力点，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示.因此要做好记录，是从力的三要素角度出发的.,图 D17答案：(1)BCD,钩码的个数N1、N2、N3 拉力TOA、TOB、,(2)O 点的位置TOC 的方向,