实验3　验证力的平行四边形定则

见《自学听讲》P30

　　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.培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力。

　　实验器材

　　方木板一块、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条一段、细绳(两条)、白纸、刻度尺、三角板、图钉、铅笔。

　　实验原理

　　等效法:使一个力F'的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果相同,都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点,则力F'就是这两个力F1、F2的合力。作出F'的图示,再根据平行四边形定则作出力 F1、F2的合力F的图示,比较F和F'的大小和方向是否相同,从而验证力的平行四边形定则。

　　实验步骤

　　1.在桌面上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把它固定在方木板上。

2.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。

　　3.用两个弹簧测力计分别钩住两个绳套,互成角度地拉橡皮条的同一结点,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O(如图所示)。

　　4.用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向,读出两个弹簧测力计的示数。

　　5.用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线,按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示,用平行四边形定则求出其合力F。

　　6.只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O,读出弹簧测力计的示数,并记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F'的图示。

　　7.比较力F'与F的大小和方向,看它们在一定范围内是否相等。

　　8.改变两个分力的大小和夹角,再做两次实验。

1.(2019辽宁大连模拟)某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到3条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第3条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物,如图所示。

(1)为完成实验,下述操作中必需的是　　　　。

A.测量细绳的长度

B.测量橡皮筋的原长

C.测量悬挂重物后橡皮筋的长度

D.记录悬挂重物后结点O的位置

(2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

解析　(1)必须测量橡皮筋的原长和悬挂重物后橡皮筋的长度,这样才能确定橡皮筋的伸长量。确定各力的大小,还需记录悬挂重物后结点O的位置,同时记下3条橡皮筋所在的方向,以便确定各拉力的方向,根据平行四边形定则作出合力的图示。因此,(1)中必需的是B、C、D。