实验3、探究求合力的方法

实验探究求合力的方法【实验目的】1.会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向.2.探究利用平行四边形定则求合力的方法.【实验原理】用1把弹簧秤与用2把弹簧秤分别将橡皮条的结点拉伸到同一点O，记下1把弹簧秤拉时力的方向和大小F，两把弹簧秤拉时的力F1、F2的方向和大小。两次拉的效果都是把橡皮条拉伸到某点，所以F可看成是F1和F2的合力。选择合适的标度，作出力F与F1和F2的图示，然后寻找合力与分力的关系。【实验器材】方木板、白纸，弹簧测力计即弹簧秤(两只)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、橡皮条、细绳套(两个)。【实验步骤】1．用图钉把白纸钉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．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，记录两弹簧测力计的读数F1、F2，用铅笔描下O点的位置及此时两条细绳套的方向。4．只用一只弹簧测力计钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样位置O，记下弹簧测力计的读数F和细绳的方向。5．选定合适的标度，作出力F1、F2与力F的图示。6、用虚线把力F的箭头端分别与两个力F1、F2的箭头端连接，分析合力与两个分力之间存在什么关系。7、改变两个分力的大小和方向，重复上述实验，看看是否与第一次得出的结果一致。注意事项1．不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置。2．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。(保证作用效果相同)3．不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化。4．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，去掉细绳套后，再将所标点与O点连直线确定力的方向。5．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。6．用两个弹簧测力计勾住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°到100°之间为宜。实验误差分析1．弹簧测力计使用前没调零会造成系统误差．2．使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计外壳和纸面之间有摩擦力存在会造成系统误差．3．两次测量拉力时，橡皮条的结点O没有拉到同一点会造成偶然误差．4．读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力的对边一定要平行，否则会造成误差．5．在应用平行四边形定则作图时，F1、F2及合力F作图不准确．实验改进本实验用一个弹簧测力计也可以完成实验，具体操作如下：1.把两条细绳中的一条细绳与弹簧测力计连接，另一条细绳用手直接抓住，然后同时拉这两条细绳，使结点至O点，记下两条细绳的方向和弹簧测力计的示数F1.2.放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一细绳上，用手再同时拉这两条细绳，使结点至O点，并使两条细绳位于记录下来的方向上，读出弹簧测力计的示数F2.其他步骤与提供两个弹簧测力计相同.这种操作的优点是能减小因两弹簧测力计的不同而带来的误差，但实验过程麻烦.在做“探究求合力的方法”实验中，若由于F1的误差使F1与F2的合力F方向略向左偏，如图2－5－2所示，但F大于等于F′，引起这一结果的原因可能是F1的大小比真实值偏__________，F1的方向使它与F2的夹角比真实值偏__________．【解析】作平行四边形合成图如图2－5－3，F1的真实值为F10.合力的真实值为F′，F1为测量值，合力的测量值为F，由图可知，F1的大小比真实值偏大，F1的方向使它与F2的方向夹角比真实值偏大，大于α0.图2－5－3【答案】大大某同学做“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．例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．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，记下细绳套的方向，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__________．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.例．在做“探究求合力的方法”实验时，使用弹簧测力计必须注意()A．测量前检查弹簧测力计的指针是否指在零点B．测量前应把两弹簧测力计互相勾在一起并对拉，观察它们的示数是否相同，应选用示数相同的一对弹簧测力计C．在用弹簧测力计拉橡皮条时，外壳不要与纸面摩擦D．在用弹簧测力计拉橡皮条时，要使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行E．在用弹簧测力计拉橡皮条时，细绳和弹簧测力计的轴线应在一条直线上