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一、實驗?zāi)康?1．掌握彈簧測力計的正確使用方法． 2．驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則． 二、實驗原理 用一個力F′和兩個力F1、F2分別使同一條一端固定的橡皮條伸長到某點，則它們的作用效果相同，所以一個力F′就是這兩個力F1和F2的合力．作出力F′的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示，比較F和F′的大小和方向是否都相同．若在誤差允許的范圍內(nèi)相同，則驗證了力的平行四邊形定則．,(二)驗證力的平行四邊形定則,三、實驗器材 方木板、白紙、彈簧測力計(兩只)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(幾個)、鉛筆． 四、實驗步驟 1．用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上． 2．用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套． 3．用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與繩的結(jié)點伸長到某一位置O，如圖所示，記錄兩彈簧測力計的讀數(shù)， 用鉛筆描下O點的位置及此時兩細繩套的方向．,4．只用一只彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細繩的方向． 5．改變兩彈簧測力計拉力的大小和方向，再重做兩次實驗．,五、數(shù)據(jù)處理 1．從結(jié)點O沿兩條細繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示． 2．從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出一只彈簧測力計的拉力F′的圖示． 3．比較F與F′是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗證平行四邊形定則． 六、誤差分析 1．讀數(shù)誤差 彈簧測力計數(shù)據(jù)在允許的情況下，盡量大一些，讀數(shù)時眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄．,2．作圖誤差 (1)結(jié)點O的位置和兩個彈簧測力計的方向畫得不準(zhǔn)確，造成作圖誤差． (2)兩個分力的起始夾角α太大，如大于120°，再重復(fù)做兩次實驗，為保證結(jié)點O位置不變(即保證合力不變)，則α變化范圍不大，因而彈簧測力計示數(shù)變化不顯著，讀數(shù)誤差較大，導(dǎo)致作圖產(chǎn)生較大誤差． (3)作圖比例不恰當(dāng)、不準(zhǔn)確等造成作圖誤差．,七、注意事項 1．使用彈簧測力計前，要先調(diào)整指針，使之指在零刻度處．再將兩個彈簧測力計的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉，如果兩個示數(shù)相同方可使用． 2．細繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向．不要直接沿細繩套的方向畫直線，應(yīng)在細繩套末端用鉛筆畫一個點，去掉細繩套后，再將所標(biāo)點與O點連接，即可確定力的方向． 3．用兩只彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時，夾角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之間為宜． 4．在同一次實驗中，橡皮條拉長時結(jié)點的位置必須相同．,5．拉彈簧測力計時，拉力應(yīng)沿彈簧測力計的軸線方向，彈簧測力計中彈簧軸線、橡皮條、細繩套應(yīng)該位于與紙面平行的同一平面內(nèi)．要防止彈簧測力計卡殼，防止彈簧測力計或橡皮條與紙面有摩擦． 6．在同一實驗中，畫力的圖示選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些．,類型一 實驗原理和誤差分析 【例1】 某同學(xué)在做“互成角度的兩個力的合成”的實驗時，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點位置O點以及兩只彈簧測力計拉力的大小，如圖(a)所示 .,(a) (b),(1)試在圖(a)中作出F1和F2的合力圖示，并用F表示此力． (2)有關(guān)此實驗，下列敘述正確的是( ) A．兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大 B．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計的拉力是分力 C．兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉到同一位置O，這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計拉力的效果相同 D．若只增大某一只彈簧測力計的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧測力計拉力的大小即可 (3)圖(b)所示是甲和乙兩位同學(xué)在做以上實驗時得到的結(jié)果，其中哪一個比較符合實驗事實？(力F′是用一只彈簧測力計拉時的圖示) 答：____________________________________________________,(4)在以上比較符合實驗事實的一位同學(xué)中，造成誤差的主要原因是：(至少寫出兩種情況)____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________. 【解析】 (1)以F1、F2為鄰邊作平行四邊形，其對角線OF即為所求的合力(如圖所示)．,(2)兩只彈簧測力計的拉力與橡皮筋的拉力的合力為零，它們之間不是合力與分力的關(guān)系，B錯誤；結(jié)點位置不變，合力不變，當(dāng)一只彈簧測力計的拉力大小改變時，另一只彈簧測力計的拉力的大小和方向必須都改變，故D錯誤；正確的選項為A、C. (3)用平行四邊形定則求出的合力可以與橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只彈簧測力計拉結(jié)點的拉力與橡皮筋拉力一定在同一直線上，故甲同學(xué)實驗得到的結(jié)果符合實驗事實． (4)①F1的方向比真實方向偏左； ②F2的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左； ③作圖時兩虛線沒有分別與F1線和F2線平行．(任選其二) 【答案】 (1)見解析圖 (2)AC (3)甲同學(xué)實驗得到的結(jié)果符合實驗事實 (4)見解析,類型二 實驗創(chuàng)新設(shè)計 【例2】 (2013年衡陽模擬)如圖所示，某實驗小組同學(xué)利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解．A、B為兩個相同的雙向力傳感器，該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正，受到壓力時讀數(shù)為負(fù)．A連接質(zhì)量不計的細繩，可沿固定的板做圓弧形移動．B固定不動，通過光滑鉸鏈連接長0.3 m的桿．將細繩連接在桿右端O點構(gòu)成支架．保持桿在水平方向，按如下步驟操作：,①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB＝θ ②對兩個傳感器進行調(diào)零 ③用另一根繩在O點懸掛一個鉤碼，記錄兩個傳感器的讀數(shù) ④取下鉤碼，移動傳感器A改變θ角 重復(fù)上述實驗步驟，得到表格. (1)根據(jù)表格，A傳感器對應(yīng)的是表中力____________(選填“F1”或“F2”)．鉤碼質(zhì)量為____________ kg(保留一位有效數(shù)字)．,(2)本實驗中多次對傳感器進行調(diào)零，對此操作說明正確的是( ) A．因為事先忘記調(diào)零 B．何時調(diào)零對實驗結(jié)果沒有影響 C．為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響 D．可以完全消除實驗的誤差 【解析】 (1)A傳感器中的力均為正值，故A傳感器對應(yīng)的是表中力F1，平衡時，mg＝F1·sin θ，當(dāng)θ＝30°時，F(xiàn)1＝1.001 N，可求得m＝0.05 kg. (2)在掛鉤碼之前，對傳感器進行調(diào)零，目的是為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響，故C正確． 【答案】 (1)F1 0.05 (2)C,