「弹力的三要素的描述」弹簧测力计的原理

时间:2021-03-04 03:08:08  来源:资讯要闻

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一、实验目的

1.探究两个互成角度的力的合成规律。

2.用作图法检验图形是不是平行四边形。

二、实验器材

方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、小圆环、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔。

弹簧测力计的原理 弹力的三要素的描述

三、实验原理

一个力F的作用效果与两个共点力F1F2的共同作用效果都是把橡皮条结点拉伸到某点,则FF1F2的合力,作出FF1F2的图示,如果FF1F2构成平行四边形,则说明互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则。

四、实验步骤

1.装置安装:在方木板上用图钉固定一张白纸,如图甲所示,轻质小圆环挂在橡皮条的一端,在小圆环上系上两个细绳套,另一端固定,橡皮条的原长为GE

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2.两个弹簧测力计的使用:如图乙所示,用手通过两个弹簧测力计互成角度地共同拉动小圆环,使其处于O点,橡皮条伸长的长度为OE。用铅笔描下O点位置、细绳套的方向,并记录两弹簧测力计的读数

3.一个弹簧测力计的使用:如图丙所示,改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环,仍使它处于O点,记下弹簧测力计的读数细绳套的方向

4.观察图形:如图丁所示,由纸上O点出发,用力的图示法画出拉力F1F2F。用虚线把拉力F的箭头分别与F1F2的箭头连接,能看到所围成的形状像是一个平行四边形

5.实验结论:两个力合成时,以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向,这个规律叫作平行四边形定则

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五、误差分析

1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差。

2.使用中,弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在会造成误差。

3.两次测量拉力时,圆环的位置没有拉到同一点会造成偶然误差。

4.两个分力的夹角太小或太大,F1F2数值太小,应用平行四边形定则作图时,会造成偶然误差。

六、注意事项

1.正确选用弹簧测力计

同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法:将两只弹簧测力计钩好后对拉,若两只弹簧测力计在对拉过程中,读数相同,则可选,若不同,应更换直至相同为止。

2.实验操作

(1)位置不变:在同一次实验中,将橡皮条拉长后圆环的位置一定要相同。

(2)角度合适:两个弹簧测力计所拉细绳套的夹角不宜太小,也不宜太大,以60°100°为宜。

(3)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。

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