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实验三探究求合力的方法
[实验基础]
[实验目的]
1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。
2.学会用作图法处理实验数据和得出实验结论。
[实验原理]
等效思想:使一个力F′的作用效果和两个力F1、F2共同作用的效果相同,都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O,即伸长量相同,所以F′为F1和F2的合力,作出力F′的图示,再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示,比较F、F′在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同。
[实验器材]
方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、铅笔。
[实验步骤]
1.用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上。
2.用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O。
3.用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。
4.只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向。
5.比较F′与用平行四边形定则求得的合力F,看它们在实验误差允许的范围内是否相等。
[数据处理]
1.F1和F2的大小要根据标度画出。
2.应用平行四边形定则求合力F合时,F合的大小要根据标度和对角线的长度计算得出。
[误差分析]
1.误差来源:除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差等。
2.减小误差的办法:
(1)实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘,要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录。
(2)作图时使用刻度尺,并借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行。
[注意事项]
1.位置不变:在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。
2.角度合适:用两个弹簧测力计钩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°~100°为宜。
3.在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些。细绳套应适当长一些,便于确定力的方向。
4.统一标度:在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。
[演练考法]
[多选] (2015·10月浙江学考)在“探究求合力的方法”的实验中,下列器材中必须要用的是( )
解析:选BD 在“探究求合力的方法”的实验中,要用弹簧测力计测拉力,用刻度尺画线并测量表示力的大小的线段长度。故选B、D。