合力怎么算平行四邊形?物理平行四邊形法則求合力的方法

驗證力的平行四邊形定則是高中物理階段比較重要的一個實驗,實驗雖然簡單,但是需要注意的點卻不少,我們在學習和復習的時候一定要注意這些,比較常考察的點。具體來看。

一、實驗器材:

  方木板一塊,測力計兩個,細繩兩段,橡皮條一段,白紙,鉛筆,刻度尺,量角器,圖釘。這里我們需要注意的是,有的時候實驗會將上面的部分器材替換掉進行考察,因此,我們需要把原理搞清楚,弄明白,才不至于因為器材的替換導致手足無措。

二、實驗原理:

用一個力F`和兩個力F1F2分別是同一條異端固定的橡皮條,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。這里我們要注意立F`其實就是實際中的合力。而理論中的合力F就是F1F2通過平行四邊形法則做出來的F,比較實際中的合理和理論中,通過平行四邊形法則做出來的合力的方向和大小是否相同,從而驗證力的平行四邊形法則。

如果大概小結一下的話,一是用實際中的合力把橡皮條伸長到某個點,并做出這個合力的圖示,二是用實際中的兩個分力把橡皮條伸長到同樣的點,并作出這兩個分力的圖示,三是根據平行四邊形法則,把實際中的兩個分力做出合力,四是比較實際的合力和理論上的合力的大小和方向。

合力怎么算平行四邊形?物理平行四邊形法則求合力的方法

三、實驗步驟:

  1、把橡皮條的一端固定在板上的A點;

  2、用兩條細繩結在橡皮條的另一端,通過細繩用兩個彈簧秤互成角度拉橡皮條,橡皮條伸長,使結點伸長到O點;

  3、用鉛筆記下O點的位置,畫下兩條細繩的方向,并記下兩個測力計的讀數;

  4、在紙上按比例作出兩個力F1、F2的圖示,用平行四邊形定則求出合力F;

  5、只用一個測力計,通過細繩把橡皮條上的結點拉到同樣的位置O點,記下測力計的讀數和細繩的方向,按同樣的比例作出這個力F′的圖示,比較F′與用平行四邊形定則求得的合力F,比較合力大小是否相等,方向是否相同;

  6、改變F1和F2的夾角和大小,再做兩次。

四、注意事項:

1.用彈簧秤測拉力時,應使拉力沿彈簧秤的軸線方向,橡皮條、彈簧秤和細繩套應位于與紙面平行的同一平面內。

2.同一次實驗中,橡皮條拉長后的結點位置O必須保持不變。

3.為了減小實驗中的誤差,我們需要選取兩個彈簧,并且讓這兩個彈簧相互對拉的時候,示數應完全相同。如果不相同,這就是由于實驗器材造成的系統誤差。

4.實驗過程中,應保持分力的夾角,在60到100度之間,其他角度誤差相對來說會比較大。

5.彈簧測力計使用過程中,應該使它與木板平面平行,并且在允許范圍內的讀數盡可能的大,讀數的時候,眼睛盡可能的正視彈簧測力計,彈簧測力計使用的時候,應保持彈簧與彈簧測力計的外殼沒有摩擦。而外殼與木板有沒有摩擦無所謂,這一點大家要想明白

6.兩個分力的方向采用兩點確定一條直線的方法來做,誤差會更小一些。

7.力的圖示中的標度盡可能大一些,并且所有力的圖示的標度要統一。

五、可能的出題點

1.如果只有一個彈簧測力計,也可以完成該實驗。兩條細繩,一條細繩和彈簧測力計相連,另一條細繩用手拉住,同時拉兩條細繩使結點到達選取的位置。記住兩條繩的方向和彈簧測力計的大小。將上述兩條細繩互換,重復上述步驟,并且使兩個力的方向還在第一次作圖的方向上。合力,我們也可以用這個彈簧計重復前面的實驗步驟。其他和以前相同。說白了,只有一個彈簧測力計的時候,需要用它測量三次。

2.用三個橡皮筋或者彈簧,記錄原長,然后互成角度,將他們拉長,利用變形量與力的大小成正比,通過作圖來驗證平行四邊形法則。

3.用力的傳感器來測量力的大小,然后也是利用互成角度把橡皮筋拉長,通過作圖來驗證平行四邊形法則。

說白了,他們就是在力的大小的測量上,采用不同的方法,最終都是用合力的理論值和實際值相比較來驗證,平行四邊形法則。

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