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11．实验目的验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则．2．实验原理等效法：两个力F1、F2共同作用使橡皮条伸长到结点O，单独一个力F′作用也使橡皮条伸长到结点O，这一个力F′就是前两个力F1和F2的合力．作出F′的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F′和F的大小和方向是否相同．23．实验器材方木板、白纸、弹簧秤(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉若干、细芯铅笔．4．实验步骤(1)用图钉把白纸固定在水平桌面的方木板上．(2)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．3(3)用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图2－4－1，记录两弹簧秤的读数，用铅笔描下O点位置及此时两条细绳套的方向．4(4)用铅笔和刻度尺从O点沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数F1和F2的图示，以F1、F2为邻边用铅笔及刻度尺作平行四边形，两邻边所夹的对角线即为合力F的图示．5(5)只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同一位置O.记下此时弹簧秤的示数F′及细绳的方向，用刻度尺按同样的标度作出F′的图示．(6)比较F′与F的大小和方向．(7)改变F1、F2的大小和夹角，重复做两次实验，得出结论．6一、验证力的平行四边形定则实验的正确操作问题：如何正确使用弹簧秤？除了正确使用弹簧秤，该实验中还有哪些注意事项？解答：1.正确使用弹簧秤(1)弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤调零后互钩水平对拉，若两只弹簧秤在对拉过程中，读数相同则可选．(2)弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用．7(3)使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差)．(4)使用时弹簧的伸长方向和所测拉力方向要一致，弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦．(5)读数时应正对、平视刻度．82．注意事项(1)在本实验中，以橡皮条的伸长(结点到达某一位置)来衡量力的作用效果，因此，在同一次实验中应使两种情况下结点达到同一位置．(2)在不超过弹簧秤的量程和橡皮条形变不超过其弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些．(3)画力的图示时，标度的选取应恰当，并且要相同，要严格按几何作图法求合力，同时还要把力的图示作得稍大一些．9例1：在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其中的三个实验步骤如下：(1)在水平放置的木板上垫一张白纸，用图钉固定，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，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2.10(2)在纸上根据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绳拉橡皮条，使它的伸长量与两测力计拉时相同，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疏漏，请指出：11解答：步骤(1)中未记下细线的方向．步骤(2)中除F1、F2的大小之外，还应根据F1、F2的方向才能准确作图．步骤(3)中应将橡皮条与线的结点拉至原位置O点．12点评：这类问题的解答关键是理解实验原理，复习时要引起重视，然后合理设计实验步骤完成实验．警示：每次实验应该保证结点位置保持不变而不是橡皮条的伸长长度相同，因为只有如此，才能保证合力的作用效果与两个分力的作用效果相同．13二、对实验原理、实验误差的分析问题：该实验的误差都有哪些来源？我们如何减少误差？解答：本实验的主要误差来源于读数、作图，此外还有弹簧秤本身的误差．读数时眼睛一定要正对刻度，按有效数字记录示数，作图时要准确，两个分力F1、F2间夹角θ不能太大或太小，以60°～100°为宜，要按实验的要求进行操作、读数、作图，即使存在误差，也是正常的，不能用数据拼凑使实验非常完美，也不能只用特殊角度而不管其一般性．14例2：如图2－4－2所示是甲、乙两名同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时得到的结果．若按实验中要求的符号表示各个力，则可判定其中哪一个实验结果是尊重实验事实的？F和F′出现偏差的原因是什么？15解析：从图中可以看出，F表示F1与F2两力共同作用的效果，是合力，由平行四边形定则确定．F′表示用单独的一个测力计测出的力，应在AO的延长线上．所以甲符合实验事实．F和F′出现偏差的原因是，一个是测力计本身精度不够高，读数时出现偏差，另一个是作图时的误差．16点评：作图法是物理学的重要研究方法之一，也是分析问题的一种方法，在复习过程中要有意识地进行训练．警示：实验过程中注意弹簧测力计的最小刻度和量程；按照题目要求或有效数字规则进行读数；在画力的图示时，必须有箭头、合适的标度、刻度．171.(多选)用弹簧测力计测量力的大小时，下列使用方法中正确的有()A．拿起弹簧测力计就进行测量读数B．先用标准砝码检查示数正确后，再进行测量读数C．测量前检查弹簧指针正指零刻线，用标准砝码检查示数正确后，再进行测量读数D．测量前观察到弹簧测力计示数准确指在0.5N，测量读取的数值应是示数减去0.5N18解析：在使用弹簧测力计之前，首先检查和矫正零点，然后利用标准砝码检查证明其准确后，才能去测量一个力的大小，所以A、B错，C项正确；D项中用减去测量前的示数的方法也是可行的，所以应选C、D答案：CD192.(多选)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把结点拉到某一确定的O点，以下操作错误的是()A．同一次实验过程中，O点的位置允许变动B．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度C．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点D．实验中两弹簧测力计的示数必须相同20解析：从橡皮条固定点到O点的连线方向，是合力的作用线方向．如果O点变动，那么合力的大小、方向就要变化，力的作用效果就不相同，故A错；C选项中，因一个弹簧测力计已拉到最大量程，再通过另一个弹簧测力计拉，使橡皮条结点到O点时，第一个弹簧测力计有可能超过量程，损坏弹簧测力计，违反仪器使用规则，故C错；D选项中，认为两拉力必须相同是没必要的、错误的．答案：ACD213.(多选)在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，为了减小误差，应采取的措施为()A．细绳套要长一些B．两个分力F1、F2间的夹角应尽量小C．两个分力F1、F2间的夹角应尽量大D．两个分力F1、F2的大小应适当大些解析：细绳套长一些，力的方向的确定可以更加准确；分力F1、F2的大小适当大些，力的大小测量的相对误差可以小些．AD22