实验三 验证平行四边形定则

实验三验证平行四边形定则大田一中黄起樽例1：在“验证力的平行四边形定则”实验中，有三个实验步骤：①在水平放置的木板上垫放一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达某一位置O。在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2；②在纸上根据读数F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F；③只用一只测力计通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两测力计拉时相同，记下此时测力计的读数F′和细绳的方向；①在水平放置的木板上垫放一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达某一位置O。在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2；②在纸上根据读数F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F；③只用一个测力计通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两测力计拉时相同，记下此时测力计的读数F′和细绳的方向；以上三个步骤中均有错误或者疏漏，请指出。若测量F1时弹簧测力计的弹簧与其外壳发生了摩擦（但所描出的细绳拉力的方向较准确），则用平行四边形定则作出的F1和F2的合力F′与其真实值比较，F′的大小

。（填“偏大”、“不变”或“偏小”）延伸思考1：若在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用两个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计来测量拉力。如图是该同学研究合力与分力关系时在白纸上画出的图，图中存在多处错误，根据本实验实际及作图规范，指出其中两点错误：（1）

。（2）

。

延伸思考2：本实验中，如果力的平行四边形定则得到验证，那么图中

延伸思考3：αβF1和F2表示两个互成角度的力，F表示由平行四边形定则画出的合力，F´表示根据“等效性”由实验得到的合力，则图中符合实验事实的是

图。延伸思考4：ABCD【例3】（2017·河南模拟）某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下实验器材验证平行四边形定则：刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子、质量不同的小重物若干、木板。实验方案如下：

甲

乙

①将橡皮筋的两端分别与两条细绳相连，测出橡皮筋的原长；②将橡皮筋一端细绳用钉子固定在竖直木板上的A点，在橡皮筋的中点O用细绳系住重物，使重物自然下垂，如图甲所示；③将橡皮筋的另一端细绳固定在竖直木板上的B点，如图乙所示。（1）为完成本实验，下列还必须测量的物理量为

。（填选项前字母）A．小重物的质量B．细绳的长度C．图甲中OA段橡皮筋的长度D．图乙中OA和OB段橡皮筋的长度（2）在完成本实验的过程中，必须注意的事项是

。（填选项前字母）A．橡皮筋两端连接的细绳长度必须相同B．图乙中A、B两点必须等高C．图乙中连接小重物细绳必须在OA、OB夹角的角平分线上D．记录图甲中O点的位置和OA的方向E．记录图乙中O点的位置和OA、OB的方向（1）CD（2）E(2009·山东理综)某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图所示。(1)为完成该实验，下述操作中必需的是________．A．测量细绳的长度B．测量橡皮筋的原长C．测量悬挂重物后橡皮筋的长度D．记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证可采用的方法是________．实验的改进与创新(2014·江苏高考)小明通过实验验证力的平行四边形定则。(1)实验记录纸如图所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。实验装置如图所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程,再次记录下N的轨迹。两次实验记录的轨迹如图所示。过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为

。(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有(

)(填写选项前的字母)A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时