幻灯片 1验证力的平行四边形定则
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幻灯片 2一、实验目的
1.验证力的平行四边形定则。
2.掌握弹簧秤的构造、调节方法和使用方法。
二、实验原理
如果两个互成角度的共点力F1、F2作用于橡皮筋的结点上,与只用一个力F′作用于橡皮筋的结点上,所产生的效果相同(橡皮条在相同方向上伸长相同的长度),那么,F′就是F1和F2的合力。根据平行四边形定则作出两共点力F1和F2的合力F的图示,应与F′等大同向。
三、实验器材
方木板一块、白纸、弹簧秤(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)。
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幻灯片 3四、实验步骤
图钉把白纸钉在方木板上。
方木板平放在桌面上,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。(固定点
A在纸面外) zxx``k
用两只弹簧秤分别钩住细绳套,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
位置O须处于纸面以内)
用铅笔描下O的位置和两细绳套的方向,并记录弹簧秤的读数。
从力的作用点(位置O)沿着两细绳套的方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则作出合力F的图示。
A
O
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幻灯片 4四、实验步骤
图钉把白纸钉在方木板上。
方木板平放在桌面上,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。(固定点
A在纸面外)
用两只弹簧秤分别钩住细绳套,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
位置O须处于纸面以内)
用铅笔描下O的位置和两细绳套的方向,并记录弹簧秤的读数。
从力的作用点(位置O)沿着两细绳套的方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则作出合力F的图示。
A
O
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幻灯片 5四、实验步骤
只用一只弹簧秤通过细绳套把 橡皮条的结点拉到同样的位置 O,记下弹簧秤的读数和细绳的 方向。用刻度尺从O点按同样标 度沿记录的方向作出这只弹簧秤 的拉力F′的图示。 Zx```xk
比较力F′的图示与合力F的图示, 看两者是否等长、同向。
改变两个力F1和F2的大小和夹角,再重复实验两次。
A
O
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幻灯片 6五、注意事项
1.不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳再连两细绳套,以三绳交点为结点,使结点小些,便于准确地记录结点O的位置。
2.不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条,要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有无变化。
3.弹簧秤在使用前应水平放置,然后检查、校正零点。将两弹簧秤互相勾着水平拉伸,选择两只读数完全一致的弹簧秤使用。
4.在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同。
5.用两只弹簧秤钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大,也不宜太小,以60°~100°之间为宜。
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幻灯片 7五、注意事项
6.读数时应注意使弹簧秤与木板平行,并使细绳套与弹簧秤的轴线在同一条直线上,避免弹簧秤的外壳与弹簧秤的限位孔之间有摩擦。读数时眼睛要正视弹簧秤的刻度,在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度范围内的前提下,拉力的数值应尽量大些。
7.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向,不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,取掉细绳套后,再将所标点与O点连直线确定力的方向。
8.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些。
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幻灯片 8六、误差分析
用描点法记录的拉力方向不够准确;
所作平行四边形的对边不严格平行;
拉橡皮条时,没有做到橡皮条及两细绳套平行于木板,使在纸上所描下的拉力方向并不是拉力的真实方向;
没有校准弹簧秤的零点,两弹簧秤的刻度不准确;
弹簧的拉杆与限位孔有摩擦,使弹簧秤读数并不能真实地表示细绳中拉力的大小。
弹簧秤的选取方法是:
将两只弹簧秤调零后,互勾水平对拉,若两只弹簧秤在对拉的过程中,读数相同,则可选用,若读数不同,应另换,直到相同为止。
弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用。
使用前要检查指针是否指在零刻度线,否则应校正零位。
读数时应正对、平视刻度。
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幻灯片 9【例1】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勾住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O。记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数。 Zx```xk
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F。
E.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_______________________________。
记下两条绳的方向
把橡皮条的结点拉到同一位置O
C
E
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幻灯片 10在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳如图所示。实验中需用两个弹簧秤分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
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行
其中正确的是____。(填入相应的字母)
C
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幻灯片 11【例2】在做“验证力的平行四边形定则”实验时
(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外, 还必须有__________和___________。
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须( )
A.每次将橡皮条拉到同样的位置
B.每次把橡皮条拉直
C.每次准确读出弹簧秤的示数
D.每次记准细绳的方向
橡皮条
三角板
A
F
F′
F′
(3)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验结果如图2-4-3所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳结点的位置。图中___是力F1与F2的合力的理论值;____是力F1与F2的合力的实验值。通过把____和____进行比较,验证平行四边形定则。
F
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幻灯片 12【例3】将橡皮条的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计,当橡皮条的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图2-4-5所示,这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
(1)由图中可读得两个相互垂直拉力的大小分别是_____N和_____N。(只需读到0.1N) zx````xk
(2)在本题的方格纸上按作图法的要求,画出这两个力及它们的合力。
2.5
4.0
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