互成角度的两个共点力的合成
互成角度的两个共点力的合成
实验目的
验证两个共点力合成时的平行四边形定则 实验器材
方木板、白纸、弹簧秤 ( 两只 ) 、橡皮条、细绳套 ( 两个 ) 、三角板、刻度尺、图钉 ( 几个 )透明 胶带 实验原理
一个力 F ′的作用效果与两个共点力 F 1 和 F 2 的共同作用效果都是把橡皮条拉伸到某点,所以F′为 F 1 和 F 2 的合力 . 作出 F ′的图示,再根据力的平行四边形定则作出 F 1 和 F 2 的合力 F 的图示,比较 F ′与 F是否大小相等,方向相同 . 实验步骤
(1) 用图钉把白纸钉在方木板上。
(2) 把方木板平放在桌面上,用图钉把橡皮条的一端固定在 A 点 ( 如图 4-1 所示 ) 橡皮条的另一端拴上两个绳套。
(3) 用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置 O . 用铅笔描下 O 点的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧秤的读数.注意在使用弹簧秤的时候,要使它的弹簧与木板平面平行。
图4-1
图4-2
(4) 用铅笔和刻度尺从力的作用点 ( 位置 O ) 沿着两条绳套的方向画直线,按选定的标度作这两只弹簧秤的拉力 F 1 和 F 2 图示,以 F 1 和 F 2 为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形,过 O 点画平行四边形的对角线,即为合力 F 的图示。
(5) 只用一个弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样位置 O . 读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力 F ′的图示 , 见图4-2。
(6) 比较力 F ′与用平行四边形定则求得的合力 F 的大小和方向,看它们是否相等 。
(7) 改变两个分力的大小和夹角,再做两次实验,将三次实验结束填入实验数据表格中。
动画(演示实验步骤3、4、5)
实验数据
注意事项
(1) 使用弹簧秤前,要先观察指针是否指在零刻度处,若指针不在零刻度处,要设法调整指针,使之指在零刻度处 . 再将两个弹簧秤的挂钩钩在一起,向相反方向拉,如果两个示数相同方可使用 .
(2) 实验中的两只细绳套不要太短 .
(3) 在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同 .
(4) 在使用弹簧秤拉力时,拉力应沿弹簧秤的轴线方向 . 弹簧秤中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内 . 要防止弹簧秤卡壳,防止弹簧秤或橡皮条与纸面有摩擦 .
(5) 在同一实验中,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 .