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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的平行四边形定则。
进一步练习作图法求两个共点力的合力。
实验原理
根据等效替代法,将橡皮条的一端固定,先用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,再用一个弹簧测力计拉橡皮条,使两次拉伸至_______,使两次的_______相同。找出用一个弹簧测力计拉橡皮条的拉力与用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条的两个拉力间存在的关系。
二、实验器材
方某某、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细绳和细绳套(各两个)、铅笔。
三、实验步骤
1.在桌上平放一块方某某,在方某某上铺一张白纸,用图钉把白纸固定在方某某上。
2.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端挂上两条细绳,细绳的另一端均系着绳套。
3.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,如图甲所示。
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4.用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向,读出并记录两个弹簧测力计的示数F1、F2。(在使用弹簧测力计的时候,要注意使弹簧测力计与木某某平面平行)
5.只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,如图乙所示,读出并记录弹簧测力计的示数F′,同时记下细绳的方向。
6.取下白纸,用铅笔和刻度尺在白某某从O点沿着两条细绳的方向画直线,按着一定的标度作出两个力F1和F2的图示,再按同一标度作出只用一个弹簧测力计拉的力F′的图示。
7.以F1、F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形,并作出对角线F,如图丙所示。
8.比较F′与合力F的 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 接沿细绳套方向画直线,应在细绳套两端画个投影点,去掉细绳套后,连直线确定力的方向。
3.规范合理作图: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。
[典例1] 某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB与OC为细绳。图乙是在白某某根据实验结果画出的图。
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(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________。
(2)本实验采用的科学方法是________。
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(3)实验时,主要的步骤是
A.在桌上放一块方某某,在方某某上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方某某上;
B.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;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O。记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数F1和F2;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数F′,记下细绳的方向,按同一标度作出F′的图示。
F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。
上述步骤中:①有重要遗漏的步骤的序号是________和________;②遗漏的内容分别是________和________________。
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