一、实验实验 目的(1)会使用弹弹簧测测力计计。(2)验证验证 互成角度的两个力合成时时的平行四边边形定则则。二、实验实验 原理(1)等效法：一个力F的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让让同一条一端固定的橡皮条伸长长到同一点，所以一个力F就是这这两个力F1和F2的合力，作出力F的图图示，如图实图实 31所示。图实图实 3 1超链链接(2)平行四边边形法：根据平行四边边形定则则作出力F1和F2的合力F的图图示。(3)验证验证 ：比较较F和F的大小和方向是否相同，若在误误差允许许的范围围内相同，则验证则验证 了力的平行四边边形定则则。三、实验实验 器材方木板、白纸纸，弹弹簧测测力计计(两只)，橡皮条，细绳细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉图钉 (几个)。(3)用两只弹弹簧测测力计计分别钩别钩 住细绳细绳 套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳绳的结结点伸长长到某一位置O，如图实图实 32所示，记记录录两弹弹簧测测力计计的读读数F1、F2，用铅铅笔描下O点的位置及此时时两细绳细绳 的方向。四、实验实验 步骤骤(1)用图钉图钉 把白纸钉纸钉 在水平桌面上的方木板上。(2)用图钉图钉 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细绳 套。图实图实 32(4)只用一只弹弹簧测测力计计通过细绳过细绳 套把橡皮条的结结点拉到同样样的位置O，记记下弹弹簧测测力计计的读读数F和细绳细绳 套的方向。(5)改变变两弹弹簧测测力计计拉力的大小和方向，再重做两次实验实验 。五、数据处处理(1)用铅铅笔和刻度尺从结结点O沿两条细绳细绳 方向画直线线，按选选定的标标度作出这这两只弹弹簧测测力计计的拉力F1和F2的图图示，并以F1和F2为邻边为邻边 用刻度尺作平行四边边形，过过O点画平行四边边形的对对角线线，此对对角线线即为为合力F的图图示。(2)用刻度尺从O点按同样样的标标度沿记录记录 的方向作出实验实验 步骤骤(4)中弹弹簧测测力计计的拉力F的图图示。(3)比较较F与F是否完全重合或几乎完全重合，从而验证验证 平行四边边形定则则。六、注意事项项(1)使用弹弹簧测测力计计前，要先观观察指针针是否指在零刻度处处，若指针针不在零刻度处处，要设设法调调整指针针，使之指在零刻度处处。再将两个弹弹簧测测力计计的挂钩钩钩钩 在一起，向相反方向拉，如果两个示数相同方可使用。(2)实验实验 中的两个细绳细绳 套不要太短。(3)在同一次实验实验 中，使橡皮条拉长时结长时结 点的位置一定要相同。(4)用两只弹弹簧测测力计钩计钩 住绳绳套互成角度地拉橡皮条时时，夹夹角不宜太大也不宜太小，在60100之间为间为 宜。(5)在用力拉弹弹簧测测力计时计时 ，拉力应应沿弹弹簧测测力计计的轴线轴线 方向。弹弹簧测测力计计中弹弹簧轴线轴线 、橡皮条、细绳细绳套应该应该 位于与纸纸面平行的同一平面内。要防止弹弹簧测测力计计卡壳，防止弹弹簧测测力计计或橡皮条与纸纸面有摩擦。(6)在同一实验实验 中，画力的图图示选选定的标标度要相同，并且要恰当选选定标标度，使力的图图示稍大一些。七、误误差分析(1)弹弹簧测测力计计本身不够够准确造成系统误统误 差。(2)弹弹簧测测力计读计读 数和作图图不准造成偶然误误差。实验原理与操作例1 (2012长沙模拟)某同学做“验证验证 力的平行四边边形定则则”的实验实验 情况如图实图实 33甲所示，其中A为为固定橡皮条的图钉图钉 ，O为为橡皮条与细绳细绳 的结结点，OB和OC为细绳为细绳 。图实图实 33乙是在白纸纸上根据实验结实验结 果画出的图图。图实图实 33(1)如果没有操作失误误，图图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_。(2)本实验实验 采用的科学方法是_。A理想实验实验 法 B等效替代法C控制变变量法 D建立物理模型法(3)实验时实验时 ，主要的步骤骤是：A在桌上放一块块方木板，在方木板上铺铺一张张白纸纸，用图钉图钉 把白纸钉纸钉 在方木板上；B用图钉图钉 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 ，细绳细绳 的另一端系着绳绳套；C用两个弹弹簧测测力计计分别钩别钩 住绳绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长长，结结点到达某一位置O。记录记录下O点的位置，读读出两个弹弹簧测测力计计的示数；D按选选好的标标度，用铅铅笔和刻度尺作出两只弹弹簧测测力计计的拉力F1和F2的图图示，并用平行四边边形定则则求出合力F；E只用一只弹弹簧测测力计计，通过细绳过细绳 套拉橡皮条使其伸长长，读读出弹弹簧测测力计计的示数，记记下细绳细绳 的方向，按同一标标度作出这这个力F的图图示；F比较较F和F的大小和方向，看它们们是否相同，得出结论结论 。上述步骤骤中：有重要遗遗漏的步骤骤的序号是_和_；遗遗漏的内容分别别是_和_。解析 (1)由一个弹弹簧测测力计计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而根据平行四边边形定则则作出的合力，由于误误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F。(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们们的作用效果可以等效替代，故B正确。(3)根据“验证验证 力的平行四边边形定则则”实验实验 的操作规规程可知，有重要遗遗漏的步骤骤的序号是C、E。在C中未记记下两条细绳细绳 的方向，E中未说说明是否把橡皮条的结结点拉到同一位置O。答案 (1)F (2)B (3)C E C中应应加上“记记下两条细绳细绳 的方向” E中应说应说 明“把橡皮条的结结点拉到同一位置O”题组演练1在“验证验证 力的平行四边边形定则则”的实验实验 中，合力与分力的作用效果相同，这这里作用效果是指 ( )A弹弹簧测测力计计的弹弹簧被拉长长B固定橡皮条的图钉图钉 受拉力产产生形变变C细绳细绳 套受拉力产产生形变变D使橡皮条在同一方向上伸长长到同一长长度解析：合力与分力之间间是等效替代关系，所以在实验实验中的作用效果相同是指橡皮条的伸长长量相同且伸长长到同一位置。答案：D 2.(2013合肥模拟)甲、乙和丙三位同学做“互成角度的两个力的合成”的实验实验 ，所用弹弹簧测测力计计的量程为为05 N，他们们都把橡皮条的一端固定在木板上的A点，橡皮条的另一端通过细绳连过细绳连 接弹弹簧测测力计计，用两个弹弹簧测测力计计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，如图实图实 34所示，此时时细绳细绳 都与平板平行，用F1和F2表示拉力的方向和大小。甲同学F1和F2的方向互相垂直，F13.0 N、F23.8 N；乙同学F1和F2方向间间的夹夹角约为约为 30，F1F24.0 N；丙同学F1和F2方向间间的夹夹角约为约为 120，F1F24.0 N。这这三位同学中操作不合适的是哪一位？并说说明原因。图实图实 34解析：在用弹弹簧测测力计计拉结结点O时时，两个互成角度的弹弹簧测测力计计的拉力不能超过弹过弹 簧测测力计计的量程，当用一个弹弹簧测测力计计将结结点O也拉到相同位置时时，拉力也不能超过弹过弹 簧测测力计计的量程，但乙同学的操作中，F1和F2的合力大于5 N，故当用一个弹弹簧测测力计计拉时时将拉不到O点。答案：乙同学 原因见见解析数据处理与误差分析例2 (2012浙江高考)在“探究求合力的方法”实验实验 中，现现有木板、白纸纸、图钉图钉 、橡皮筋、细绳细绳 套和一把弹弹簧秤。(1)为为完成实验实验 ，某同学另找来一根弹弹簧，先测测量其劲劲度系数，得到实验实验 数据如下表：弹力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x (102 m)0.741.802.803.724.605.586.42用作图图法求得该弹该弹 簧的劲劲度系数k_N/m。(2)某次实验实验 中，弹弹簧秤的指针针位置如图实图实 35所示，其读读数为为_N，同时时利用(1)中结结果获获得弹弹簧上的弹弹力值为值为 2.50 N，请请画出这这两个共点力的合力F合；(3)由图图得到F合_N。图实图实 35(2)读读出弹弹簧秤的读读数为为2.10 N(保留三位有效数字)；以O为顶为顶 点，画出两弹弹簧的绳绳套方向就是两拉力方向，再确定并画好力的标标度，画出两拉力的图图示，以两拉力为邻为邻边边作出平行四边边形，画出平行四边边形的对对角线线，即合力F合。(3)用刻度尺量出合力的长长度，根据确定的标标度算出合力的大小。答案 (1)如图图 55(2内均可)图实图实 36(2)2.10(说说明：有效数字位数正确，0.02内均可)图实图实 37(3)3.3(说说明：0.2内均可)题组演练3(2013海口模拟)将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细细绳绳，每根细绳细绳 分别连别连 着一个量程为为5 N、最小刻度为为0.1 N的弹弹簧测测力计计，沿着两个不同的方向拉弹弹簧测测力计计，当橡皮筋的活动动端拉到O点时时，两根细绳细绳 相互垂直，如图实图实 38甲所示。(1)由图图可读读得两个相互垂直的拉力的大小分别为别为 _ N和_ N。图实图实 38(2)在如图图乙所示的方格纸纸上按作图图法的要求画出这这两个力及它们们的合力。解析：(1)弹弹簧测测力计计的最小刻度为为0.1 N，读读数时应时应 估读读一位，所以读读数分别别为为2.50 N和4.00 N。(2)取一个小方格的边长边长 表示0.50 N，作出两个力及它们们的合力如图图所示。答案：(1)2.50 4.00 (2)见见解析4某同学在学完“力的合成”后，想在家里做实验实验 “验证验证 力的平行四边边形定则则”。他从学校的实验实验 室里借来两个弹弹簧秤，按如下步骤进骤进 行实验实验 。A在墙墙上贴贴一张张白纸纸用来记录弹记录弹 簧秤弹弹力的大小和方向B在一个弹弹簧秤的下端悬悬挂一装满满水的水杯，记记下静止时弹时弹 簧秤的读读数FC将一根大约约30 cm长长的细线细线 从杯带带中穿过过，再将细线细线两端分别别拴在两个弹弹簧秤的挂钩钩上。在靠近白纸处纸处 用手对对称地拉开细线细线 ，使两个弹弹簧秤的示数相等，在白纸纸上记记下细线细线 的方向，弹弹簧秤的示数如图实图实 39甲所示D在白纸纸上按一定标标度作出两个弹弹簧秤的弹弹力的图图示，如图图乙所示，根据力的平行四边边形定则则可求出这这两个力的合力F图实图实 39(1)在步骤骤C中，弹弹簧秤的读读数为为_N。(2)在步骤骤D中，合力F_N。(3)若_，就可以验证验证 力的平行四边边形定则则。解析：(1)弹弹簧秤读读数时时需要估读读，最终终的读读数要以有效数字的形式给给出，根据图图甲弹弹簧秤指针针的位置，可读读出力的大小为为3.00 N。(2)根据力的大小可以用线线段的长长度来表示，利用刻度尺和三角板在图图乙上由已知的两个力作出平行四边边形，测测量出平行四边边形的对对角线线的长长度，与标标度1 N的长长度进进行比较较，可求出F的大小为为(5.20.2) N。(3)若F在竖竖直方向且数值值与F近似相等，则则在实验误实验误 差允许许的范围围内可以验证验证 力的平行四边边形定则则。答案：(1)3.00 (2)5.20.2 (3)F在竖竖直方向且数值值与F近似相等实验的改进与创新例3 “验证验证 力的平行四边边形定则则”实验实验 中(1)部分实验实验 步骤骤如下，请请完成有关内容：A将一根橡皮筋的一端固定在贴贴有白纸纸的竖竖直平整木 板上，另一端绑绑上两根细线细线 。B在其中一根细线细线 上挂上5个质质量相等的钩码钩码