实验:验证力的平行四边形定则1
实验原理互成角度的两个力 F1、F2与另外一个力 F′产生相同的效果,看 F1、F2用平行四边形定则求出的合力 F 与 F′在实验误差允许范围内是否相同
实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺
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
如图 1 甲所示
图 1(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,如图乙所示
(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同
正确使用弹簧测力计(1)将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中,读数相同,可选;若不同,应另换或调校,直至相同为止
(2)使用时,读数应尽量大些,但不能超出范围
(3)被测力的方向应与轴线方向一致
(4)读数时应正对、平视刻度
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,是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用效果相同,这是利用了等效替代的思想
(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°之间为宜
(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
误差分析(1)误差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