1、,力、物體的平衡,5,驗證力的平行四邊形定則 探究彈力和彈簧伸長的關系,第二章,一、驗證力的平行四邊形定則 1.實驗目的 驗證共點力的合成的平行四邊形定則. 2.實驗原理 橡皮條結點受三個共點力作用時，拉力F1、F2的合力F與橡皮條彈力F3平衡.改用一個拉力F仍將結點拉到O點，則F與F等效，與F3平衡，以F1、F2為鄰邊作平行四邊形求合力F，比較F與F的大小和方向，便可以驗證力合成時的平行四邊形定則.,3.實驗器材 方木板、白紙、鉛筆、彈簧秤兩只、三角板、刻度尺、圖釘、橡皮條、細繩套兩個. 4.實驗步驟及注意事項 (1)用圖釘把白紙固定在水平桌面的方木板上，用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮

2、條的另一端拴上細繩套.,(2)用兩只彈簧秤鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條使結點到某一位置，應記錄下結點O的位置、兩繩套的方向和兩彈簧秤的讀數F1和F2. 【特別提示1】實驗時應使彈簧秤與板面平行，拉彈簧秤時用力不宜太大，避免合力超過彈簧秤量程,(3)用鉛筆和刻度尺從O點沿兩條細繩方向畫直線，按選定的標度作出這兩只彈簧秤的讀數F1和F2的圖示，以F1和F2的圖示為鄰邊用鉛筆及刻度尺作平行四邊形，兩鄰邊所夾的對角線即為合力F的圖示. (4)用一只彈簧秤鉤住細繩套，把結點拉到同一位置O，記下細繩套的方向和該彈簧秤讀數F. 【特別提示2】在本實驗中，以橡皮條的伸長(結點到達某一位置)來衡量力的作用效果

3、，因此在同一次實驗中應該使兩種情況下結點達到同一位置.,(5)用鉛筆及刻度尺按選定合適的標度畫力F的圖示，比較F和F的大小和方向. (6)改變F1和F2的大小和夾角，重復做兩次實驗，得出結論. 【特別提示3】實驗與探究講究科學性，結論應該來源于對多次實驗結果的分析.,二、探究彈力和彈簧伸長的關系 1.實驗目的探究彈簧的彈力與彈簧的形變量之間的關系，掌握利用圖象研究物理量之間關系的科學方法. 2.實驗原理彈簧所受到的拉力與懸掛的物體重力平衡時，測量彈簧伸長量，每個重物(鉤碼)質量已知，便可以利用圖象研究彈力與形變量之間的關系. 3.實驗器材彈簧、直尺、鉤碼、鐵架臺.,4.實驗步驟及注意事項 (1

4、)將彈簧懸吊在鐵架臺上，讓彈簧自由下垂，在彈簧沒有掛鉤碼的情況下測量彈簧原長l0； (2)將已知質量的鉤碼懸掛在彈簧下端，在平衡時測量彈簧的總長，計算此時懸掛鉤碼重力及彈簧伸長量，并填寫入表格內；改變所懸掛鉤碼質量，重復實驗多次； 【特別提示4】所懸掛的鉤碼重力要適當，以免導致彈簧超過彈性限度.,(3)根據實驗數據，在坐標上以彈簧彈力為縱坐標，彈簧伸長量為橫坐標，描點、作出圖線； (4)以彈簧的伸長量為自變量，根據圖線寫出彈簧彈力與伸長量之間的關系式. 【特別提示5】學會運用圖象法探究兩個物理量之間的關系，將其遷移到其他情景中應用.,“驗證力的平行四邊形定則”的實驗方法 在“驗證力的平行四邊形

5、定則”的實驗中，某同學的實驗情況如圖2-5-1(甲)所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細線的結點，OB和OC為細繩.圖2-5-1(乙)是在白紙上根據實驗結果畫出的圖.下列說法正確的是(),圖2-5-1,A.圖(乙)中的F是F1和F2合力的理論值；F是F1和F2合力的實際測量值 B.圖(乙)中的F是F1和F2合力的理論值；F是F1和F2合力的實際測量值 C.在實驗中，如果將細繩換成彈簧，那么對實驗結果有影響 D.在實驗中，如果將細繩換成橡皮筋，那么對實驗結果有影響,該實驗為驗證性實驗，實驗時將以測量的兩個分力的圖示為鄰邊作平行四邊形，其對角線即為從理論上求解的合力；而用一個力仍將結點拉

6、到O時，根據該力所作出的有向線段為合力的真實值.至于用細繩、彈簧還是用橡皮條，只要將結點拉至O點，就說明兩次實驗效果相同，就達到實驗要求.選項A正確. 在驗證結論時，實驗總會有誤差存在，即真實值與測量值總會有差異.只要在誤差允許范圍內近似相等即可得出實驗結論.,在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，有三個實驗步驟： 在水平放置的木板上墊放一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細線，通過細線同時用兩個測力計互成角度地拉橡皮條，使它與細線的結點達某一位置O.在白紙上記下O點和兩測力計的讀數F1和F2；,在紙上根據讀數F1和F2的大小，應用平行四邊形定則作圖求出合力F; 只用一只測力計通過

7、細線拉橡皮條，使它的伸長量與用兩測力計拉時相同，記下此時測力計的讀數F和細繩的方向； 以上三個步驟中均有錯誤或者疏漏，請指出.,在步驟中還應記下兩拉力的方向(即細線的方向)；在步驟中應根據讀數F1和F2的大小和方向作平行四邊形；在步驟中應同樣把結點拉到原來的O位置，而不僅僅是伸長量相同,運用圖象法探究彈簧彈力與彈簧伸長之間的關系 某同學用如圖2-5-2所示裝置做探究彈力和彈簧伸長量關系的實驗.他先測出不掛砝碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，然后在彈簧下端掛上砝碼，并逐個增加砝碼，測出指針所指的標尺刻度，所得數據列表如下：(重力加速度g=9.8m/s2),圖2-5-2,(1)根據所測數據，在圖2-

8、5-3坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度x與砝碼質量m的關系曲線.,(2)根據所測得的數據和關系曲線可以判斷，在N范圍內彈力大小與彈簧伸長關系滿足胡克定律，這種規(guī)格彈簧的勁度系數為N/m.,(1)描點、連線如下圖所示；作圖的基本方法是：看點的趨勢，如果是直線，連線應使盡可能多的點在直線上，并使直線兩邊的點盡可能對稱；若是曲線則作圓滑的曲線. (2)本題圖線直線段范圍內滿足胡克定律，該直線部分斜率即為彈簧勁度系數.在04.9N范圍內滿足胡克定律.從圖線得知，當彈力等于4.9N時對應標尺刻度為0.346m,對應彈簧伸長量為x=l-l0=0.196m,該實驗中彈簧勁度系數為,本題考查運用圖象法探究物理量之間的關系的實驗能力.如正確記錄實驗數據、描點、連線；根據圖線并結合數學知識得出彈力與伸長量之間的關系.在本實驗中，圖線的曲線部分說明彈簧已經超出彈性限度.,某學生用懸掛砝碼的方法給彈簧施加力，探索彈力和