力的平行四边形定则验证时应注意的事项及其应用

精品文档-下载后可编辑力的平行四边形定则验证时应注意的事项及其应用该实验考查的理论基础是：平行四边形定则，即“用表示两个分力的线段为邻边作平行四边形，合力的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线来表示”。要做好实验及解决相关问题，需要熟练掌握和应用力的图示，正确理解“等效”的概念，正确使用弹簧秤并准确、合理的读数。下面仅就在该实验中需要特别注意的一些事项及其应用做一说明。

1.此实验中应注意的事项

（1）弹簧秤在使用前先调准零点，通常的方法是在弹簧秤竖直悬挂时校准，如果在此实验中我们使方木板保持水平状态，则应该使弹簧秤在水平面内进行调零。如其指针不指零刻度，就需要移动指针来调零。

（2）使用弹簧秤前，还需要了解弹簧秤的量程、单位、最小刻度值。实验时要求被测力不超过量程。

（3）选择弹簧秤时，将两个弹簧秤自由端的钩子对钩，沿水平方向拉伸，看两个秤的读数是否相同，若不同，应另换，直至相同为止。

（4）用弹簧秤测力时，应使拉力沿弹簧的轴线方向。橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。

（5）弹簧秤读数时，视线要正对平视刻度盘。

（6）一次测量时间不宜过久，以免弹性疲乏而损坏弹簧秤。

（7）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，看弹簧秤的读数有无变化，若无变化则认为橡皮条没有老化。

（8）在满足力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小相对误差。

（9）拉橡皮条的细线要长一些，因为是通过标记细线方向来表示力的方向，标记细线方法是使视线垂至于纸面并通过细线，在细线下面的纸上点出两个定位点，所以细线长些，两点间距离就大些，所确定的拉力方向就更为准确。

（10）在橡皮条伸长相同的条件下，为使两个弹簧秤有较大的读数，两弹簧秤的夹角不宜过小，但夹角越大合力误差越大，所以夹角也不能过大。

2.理解、巩固练习

（1）在“验证平行四边形定则”的实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果，是指下列说法中的：

A.弹簧秤的弹簧被拉长B.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变

C.细绳套受拉力产生形变D.使橡皮条总在某方向上伸长某一长度

分析与答案：D。

（2）在“验证平行四边形定则”的实验中，以下操作错误的是：

A.同一次实验中，结点O点位置允许变动

B.在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度

C.在用两个弹簧秤拉橡皮条时，弹簧秤之间的夹角应取90°不变，以便于算出合力的大小

D.若用两个弹簧秤拉时得到的合力F与用一个弹簧秤拉时的拉力F′不完全重合，说明力的平行四边形定则不一定普遍成立。

分析与答案：由于要求等效所以结点O的位置不能变化，A错；用作图法求合力没有必要使夹角必须等于90°，而且还要改变夹角大小多次验证，所以C错；F和F′不完全重合，可能是此次实验误差太大所致，也可能误差并不大，只要在误差允许范围之内就可认为实验是成功的，所以D错。此题答案为：ACD。

（3）实验中，采取下列哪些方法和步骤可减少实验误差：

A.两个分力之间的夹角要尽量大些

B.两个分力的大小要尽量大些

C.拉橡皮条的细绳要稍长一些

D.实验前，先把所用的两个弹簧秤的钩子对钩，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同

分析与答案：BCD。

（4）在本实验中，F1和F2表示两个互成角度的力，F表示由平行四边形定则作出的合力，F′表示用一个弹簧秤拉橡皮条时的力，下列图中符合实验事实的是：

分析与答案：用一个弹簧秤拉橡皮条时拉力F′一定与橡皮条对结点的拉力是一对平衡力，应该在一条直线上，即F′应和AO在同一直线上。而用作图法作出的合力F由于存在误差则可能与AO不在同一直线上。此题答案为：AC。

（5）一个学生做这个实验时，先是在弹簧秤竖直悬挂时校准的零点，而后在实验中，他使木板始终保持竖直状态，采用以下图中所示三种方式拉橡皮条，相比而言最为合理的方