怎樣探究力的平行四邊形定則

1、.怎樣探究力的平行四邊形定那么探究合力與分力的關(guān)系平行四邊形法那么，實(shí)驗(yàn)的根本思路是運(yùn)用平行四邊形定那么求出兩分力的合力大小和方向，再運(yùn)用測(cè)力儀器測(cè)出合力的大小及方向，看求出的合力理論值與測(cè)出的合力測(cè)量值大小是否相等，方向是否一樣。其中，合力的測(cè)量有等效法與平衡法兩種設(shè)計(jì)。一、等效法兩個(gè)分力共同作用于一個(gè)物體的同一點(diǎn)，使物體產(chǎn)生一定的形變或加速度。然后用一個(gè)力單獨(dú)作用于兩分力作用時(shí)的作用點(diǎn)上，調(diào)節(jié)該力的大小和方向，使受力物體產(chǎn)生與兩分力共同作用時(shí)一樣的形變或加速度。由于加速度的測(cè)量比較復(fù)雜，常采用分力與合力對(duì)受力物體的一樣形變，實(shí)現(xiàn)兩分力的共同作用與合力單獨(dú)作用等效。這時(shí)，與兩分力共同作用等效

2、的一個(gè)力就代表兩分力的合力。一般選橡皮筋為受力物體，將橡皮筋一端固定，用兩個(gè)互成角度的力F1、F2同時(shí)拉橡皮筋的另一端，使其產(chǎn)生一定的伸長(zhǎng)。然后用一個(gè)力F單獨(dú)拉橡皮筋，使其產(chǎn)生與兩拉力共同作用時(shí)一樣的伸長(zhǎng)，那么F與兩分力的合力一樣。F就是測(cè)量出的合力。然后再運(yùn)用平行四邊形定那么求出F1、F2的合力。比較F與，看兩者大小是否相等、方向是否一樣。本實(shí)驗(yàn)的成敗，關(guān)鍵是等效與誤差的控制。實(shí)現(xiàn)等效，就是保證橡皮筋兩次的伸長(zhǎng)量相等，要求兩次將橡皮筋的末端拉至同一位置?？刂普`差，要做到：1盡量選一樣的彈簧測(cè)力計(jì)。可將兩測(cè)力計(jì)鉤好對(duì)拉，選讀數(shù)始終一樣的一對(duì);2測(cè)力計(jì)與固定橡皮筋的板面平行，讀數(shù)時(shí)，視線要與測(cè)力

3、計(jì)刻度板正對(duì);3在不超過(guò)彈性限度的條件下，盡可能使拉力大一些;4用力的圖示法根據(jù)平行四邊形定那么畫圖求合力時(shí)，標(biāo)度的選擇應(yīng)盡量使圖畫得大一些，畫圖要嚴(yán)格使用作圖工具;5在同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉長(zhǎng)后的結(jié)點(diǎn)位置一定要一樣。例1.圖1為“探究求合力的方法的實(shí)驗(yàn)裝置。1以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是：A.在測(cè)量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過(guò)程中，橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置不能變化B.彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，拉力方向必須豎直向下C.F1、F2和合力F的大小都不能超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的量程D.為減小測(cè)量誤差，F(xiàn)1、F2方向間夾角應(yīng)為90°2彈簧測(cè)力計(jì)的指針如圖1所示，由圖可知拉力的大小為_N。解析：1由于是用等效

4、法測(cè)合力，所以兩次橡皮條結(jié)點(diǎn)的位置必須一樣，以保證兩次橡皮條伸長(zhǎng)相等。A錯(cuò);由于定滑輪對(duì)力方向的改變作用，彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，拉力方向下不一定豎直向下。B錯(cuò);使用任何測(cè)量工具時(shí)，都不能超過(guò)量程。C對(duì);為使被驗(yàn)證的結(jié)論具有普遍性，應(yīng)改變分力大小和方向，屢次測(cè)量驗(yàn)證，不能只將分力方向間的夾角保持在90o。D錯(cuò)。此題選C。24.00N。測(cè)力計(jì)的最小刻度是0.1N，可估讀到0.01N。例2.某同學(xué)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定那么實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果在白紙上畫出如圖2所示的圖，其中O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)。1圖中的 是F1和F2的合力的理論值; 是F1和F2的合力的實(shí)際測(cè)量值。2本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是_填字

5、母代號(hào)A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法C.控制變量法 D.建立物理模型法解析：1圖中的F是以分力F1、F2為鄰邊的平行四邊形的對(duì)角線，是合力的理論值用平行四邊形定那么求出的合力;是用等效法測(cè)得的合力，是合力的實(shí)際值。2合力單獨(dú)作用與兩分力共同作用時(shí)橡皮筋伸長(zhǎng)相等，即兩分力與合力等效。選B二、平衡法三個(gè)恒力同時(shí)作用于物體的同一點(diǎn)，當(dāng)受力物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，這三個(gè)力平衡，其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反。假設(shè)以任意兩個(gè)力作為分力，那么第三個(gè)力的大小代表前兩個(gè)力的合力大小，第三個(gè)力的反方向代表合力的方向。實(shí)驗(yàn)中，一般是將三個(gè)輕繩套一端結(jié)在一起，以結(jié)點(diǎn)作為受力物體。然后

6、在其中的一個(gè)繩套掛上重物，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)在豎直平面內(nèi)沿兩個(gè)互成角度的方向分別拉另外兩個(gè)繩套，當(dāng)重物靜止時(shí)，三力平衡。為方便實(shí)驗(yàn)及測(cè)量，通常使受力質(zhì)點(diǎn)保持靜止?fàn)顟B(tài)，實(shí)現(xiàn)三個(gè)力的平衡。本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是控制受力質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。減小誤差的措施與“等效法是一樣。例3.某同學(xué)用如圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定那么。彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，手持另一端向左拉，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置。分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向。1本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為_N。2以下不必要的實(shí)驗(yàn)要

7、求是_。請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母A.應(yīng)測(cè)量重物M所受的重力B.彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零C.拉線方向應(yīng)與木板平面平行D.改變拉力，進(jìn)展屢次實(shí)驗(yàn)，每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置3某次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)A指針稍稍超出量程，請(qǐng)您提出兩個(gè)解決方法。解析：1彈簧測(cè)力計(jì)刻度部分每小格代表0.2N，從圖上可以先讀出整數(shù)位為3N，再讀出缺乏1N部分為：3小格0.2N/小格=3.6N。2只要驗(yàn)證兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的合力大小等于重物的重力，方向豎直向上即可，每次只需保證O點(diǎn)重物保持靜止即可，不必要每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置。選D。3假如不更換重物M，即不改變兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的合力大小及方向，欲使A的拉力小點(diǎn)，

8、可以不改變B的拉力方向而將其減小一點(diǎn);也可不改變B拉力的大小而順時(shí)針增加該力方向與程度方向的夾角。假如保持測(cè)力計(jì)B的拉力大小、方向不變，可以減少重物M的質(zhì)量。還可以更換彈簧測(cè)力計(jì)A，選用量程較大的測(cè)力計(jì)。例4.某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定那么，他找到三條一樣的橡皮筋遵循胡克定律和假設(shè)干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘字，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第二條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過(guò)細(xì)繩掛一重物，如圖4所示。1為完成實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是 。A.測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度 B.測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng)C.測(cè)量懸掛重物后像皮筋的長(zhǎng)度 D.記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置2釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次實(shí)驗(yàn)，可采用的方法是 。解析：本實(shí)驗(yàn)中是利用O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，三個(gè)橡皮筋的拉力互相平衡，來(lái)測(cè)掛在A、B點(diǎn)的兩橡皮筋對(duì)O點(diǎn)拉力的合力的。O點(diǎn)靜止時(shí)，它們的合力大小等于重物的重力大小、方向豎直向上。因此，需要知道重物的重力合力、測(cè)出掛在A、B點(diǎn)的兩橡皮筋對(duì)O點(diǎn)的拉力。由于沒由測(cè)力工具，只有側(cè)長(zhǎng)工具，由于三根橡皮筋的勁度系數(shù)一樣，由胡克定律可知，它們的拉力正比于伸長(zhǎng)量。所以，測(cè)出橡皮筋的伸長(zhǎng)量就可知拉力的大小。這就需要測(cè)量三根橡皮筋的原長(zhǎng)和懸掛重物后的長(zhǎng)度，以計(jì)算伸長(zhǎng)量。O點(diǎn)靜止時(shí)的位置，對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，所以不需要O