2019-2020年高中物理 實驗手冊 第二部分 實驗3 驗證力的平行四邊形定則.doc

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2019-2020年高中物理 實驗手冊 第二部分 實驗3 驗證力的平行四邊形定則實驗目的驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則。實驗器材力學板，白紙，5N測力計(兩個)，橡皮條，細繩(兩條)，三角板，刻度尺，圖釘(5個)。實驗原理確定兩個共點力的合力有兩種方法，一種是利用合力與分力的作用效果相同；二是利用平行四邊形定則。本實驗就是同時使用這兩種方法來確定兩個共點力的合力，比較兩種方法求出的合力，進而驗證力的合成的平行四邊形定則。實驗指導1. 測力計是根據(jù)彈簧形變和外力成正比的原理制成的測量力的儀器。使用前先檢查零點，觀察測量范圍、單位和最小刻度，弄清應讀到的位數(shù)，測量時要防止摩擦，注意不要超過測量范圍。2. 實驗操作時，橡皮條、細繩、測力計都應與力學板平行，以保證它們都在同一平面上。3. 用兩個測力計拉橡皮條時的力（F1和F2）與用一個測力計拉橡皮條時的力（F/）作用等效，必須保證橡皮條與細繩的結點前后兩次停留在同一位置。4. 這個實驗由于儀器和作圖等各種原因會產(chǎn)生一定的誤差，即作圖得出的合力F與F/不完全一致。 如果相對誤差在10%以下，實驗可以認為是成功的。這里的相對誤差是指F與F/的差值（絕對值）與F/的比。5. 作圖時，應先定出力的標度，并將此標度注明在圖上。實驗步驟1. 安裝：在桌上平放一塊力學板，把一張白紙固定在力學板上，橡皮條的一端固定在木板上的O/點，兩條細繩系在橡皮條的另一端，如圖31所示。 O/OAB圖312. 操作：用兩個測力計分別鉤住細繩，互成一定角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結點到達某一位置O。3. 記下兩個測力計的讀數(shù)F1 、F2及兩細繩的方向OA、OB，在紙上按事先定出的標度作出力F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力F。4. 只用一個測力計，通過細繩把橡皮條的結點拉到相同的位置O，記下測力計的讀數(shù)F/和細繩OC的方向，按同樣的標度作出的F/圖示。5. 比較用平行四邊形法則求出的合力F與用等效法測出的合力F/，看它們在大小上相差多少，方向上相差幾度，如果是在實驗誤差的允許范圍內，平行四邊形定則便得到了驗證。6. 改變兩個力的大小和方向，再作兩次。問題思考1. 實驗時如果設法保持兩個測力計的讀數(shù)不變，改變兩細繩間的夾角(增大或變小)，橡皮條的長度會怎樣變化? 請試一試，看看實驗結果說明什么問題?2. 只用一個測力計也可以完成本實驗，你認為應如何操作? 3. 想一想，如果讓兩條細繩間的夾角成900，兩個分力F1和F2與合力F有什么關系？4. 如果分力F1的大小與方向都不改變，為使橡皮條能伸長到O點，那么分力F2能不能取任意方向、任意數(shù)值? 請你試一試再回答。