实验:验证力的平行四边形定则
[学习目标] 验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则.
一、实验原理和方法
结点受三个共点力作用处于平衡状态,则F1与F2的合力必与橡皮筋的拉力平衡;改用一个拉力F′,使结点仍到原位置O点,则F′必与F1、F2的合力等效,以F1、F2为邻边作平行四边形求出合力F,比较F′与F的大小和方向,以验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则.
二、实验器材
方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔、橡皮筋、细绳(两根)等.
三、实验步骤及数据处理
1.仪器的安装:用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上,并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,如图所示.
2.操作与记录
(1)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向.
(2)用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向.
3.作图与分析
(1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示.