实验：探究共点力的合成
一、【实验目的】
探究两个共点力的合成。
二、【实验原理】：
力的平行四边形定则是本实验的原理，由它求出两分力的合力F’再将F’与由实验求出的F1和F2的合力F进行比较，从而验证平行四边形定则。
三、【实验器材】
木板、图钉、白纸、橡皮筋、弹簧测力计（2 个） 、刻度尺、量角器、细绳套（两个）、细芯铅笔。
四、【实验探究】
下面我们通过实验探究一下两个共点力的合力大小与分力的关系。
1、实验步骤 ：
1) 用图钉把白纸固定在水平桌面的方木板上。
2) 用图钉把橡皮条的一端固定在A点上，橡皮条的另一
端拴上两个细绳套。
3) 用两个弹簧秤分别勾住细绳套，互成角度地拉橡皮
条，将节点拉到某一位置 O，如图(1)，记录两弹簧秤的读数（F1、F2力的大小） ，用铅笔描下O点位置及此时两条细绳套的方向（力的方向）。
4) 去掉一个测力计，只用一个弹簧秤勾住细绳套，把橡皮条的节点拉到同一位置 O，记下此时秤的示数F及细绳的方向。
5)取下白纸， 用铅笔和刻度尺从O点沿两条细绳方向画直线，按一定比例，用有向线段在纸上画出F1、F2和F。以F1和F2为邻边作平行四边形，F1与F2之间的对角线用F′表示。
6) 比 较 F′与 F 的大小和方向（F′与F之间的夹角记为Δθ）。
7) 改变 F1 和 F2 的大小和夹角，重复以上实验，将结果填入下列表格中。
表（1）探究力的合成
结论：
(1)、两个或多个分力的作用效果与一个力的作用效果相同。
(2)、两个或多个力的合成遵循平行四边形定则。(3)、F和F′在误差范围内重合。
2、注意事项：
1）弹簧秤选取方法是：将两只弹簧秤调零厚互钩水平对拉，若两只弹簧秤在对拉过程中读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直到相同为止。
2) 实验前，首先检查指针是否在零刻度线上，若不在应校正零位（无法校正的，要记录零误差）。实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，使用时不能超过弹性限度，读数时应正对、平视刻度，估读到最小刻度的下一位。
3）不要用老化橡皮筋检查方法时用一个弹簧拉橡皮筋，要反复做几次使橡皮筋拉到相同的尺度，看弹簧秤示数有无变化。
4）不要直接以橡皮筋端点为节点。可拴一细绳连两细绳套，以三绳交点为节点，且节点应小点，以便准确记录O点位置。
5）细绳套应适当长些，便于确定力的方向，不要直接沿细绳套方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与 O 点连线用来确定力的方向。
6）本次实验中，以橡皮条的伸长（节点到达某一位置）来衡量力的
作用效果，因此，在同一次实验中应使两种情况下节点到达同一位
置。
7) 画力的图示时，标度的选取应恰当，要严格按几何作图法求合力。
3、 数据处理及误差分析
以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线F’与F比较，如右图。F和F′在误
F2 F’F1
差范围内重合。
本实验的主要误差来源于读数、作图，此外还有弹簧秤本身的误差，因此，首先应
检查弹簧秤的零点是否准确，在实验中拉细绳时必须与木板平行，读数时眼睛一定要正对刻度，按有效数字记录示数，作图时要准确，两个分力 F1 和 F2 间夹角不能太大或太小，要按实验的要求进行操作、读数、作图，即使存在误差，也应该是正常的，不能用数据拼凑使实验非常完美，也不能只用特殊角度而不管其一般性。
【合作探究】
【例题】将下述实验步骤按正确顺序用数字排列应是_____ 。
(1)在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示，根据平行四边形定则作图求出合力F.
(2)只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置.
(3)记下两弹簧秤读数，描出两力的方向.
(4)在水平放置的木板上，垫一张白纸，把橡皮条的一端固定板上A点，用两条细绳连
接在橡皮条的另一端，通过细绳同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使橡皮条
与细绳的连接点到达某一位置、并记下此位置.
(5)记下弹簧秤的读数F和细绳方向，按同一比例做出这个力的图示.比较这个实测合力
和按平行四边形法则求出的合力F，看它们的大小和方向是否相同.
(6)改变两弹簧秤拉力的大小和方向，重做两次实验，从实验得出结论.
【当堂检测】
1.在《探究共点力合成的规律》的实验中，
某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固
定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，
OB与OC为细绳，
（1）图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，则下列说法中正确的是（ ）
A.图乙中力F是力F1和F2合力的理论值，F′是力F1 和 F2合力的实际测量值
B.图乙中F′是力F1和F2合力的理论值，F是力F1和F2合力的实际测量值
C.在实验中，如果将细绳换成橡皮条，那么对实验结果没有影响
D.在实验中，如果将细绳换成橡皮条，那么对实验结果有较大的影响
（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）关于本实验，下列说法中错误的是（ ）
A．同一次实验中，O点位置允许变动
B．画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外
C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D．实验中，只要记录O点的位置和弹簧测力计的读书
2.在《探究共点力合成的规律》的实验中，采用哪些方法和步骤可以减小实验误差（ ）
A.两个分力F1、F2间的夹角要适当大些 B.两个分力F1、F2的大小要适当大些
C.拉橡皮条的细绳要稍长一些
D.实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住,平放在桌子上,向相反方向拉动,检查读数是否相同
3.在《共点的两个力的合成》实验中，得到了如图所示的图形，图中P为橡皮条的固定点，O为橡皮条与细线的结点，用两
只弹簧秤和用一只弹簧秤，都将结点拉到O点，
实验中要比较的是图中 和 两
个力的大小和方向，其中 是实验直接测
得的合力，图中 是F1、F2合力的理论值
（通过作图得出的）。通过本实验可以验证___________________________
4、如图所示为验证力的平行四边形定则的实验装置示意图．通过细线用两个互成角度的测力计拉橡皮条使结点移到某一位置O，此时需要记下：
(1)_____________________________________；
(2)_____________________________________；
(3)______________________________；然后，只用一个测力计再把橡皮条拉长，使结点到达位置______________，再记下_______________．
(4)实验中得出的共点力合成的定则，同样适用于合成下列物理量的是
A．速度 B．加速度 C．功 D．能 E．温度 F．电流
实验：探究共点力的合成
一、【实验目的】
探究两个共点力的合成。
二、【实验原理】：
力的平行四边形定则是本实验的原理，由它求出两分力的合力F’再将F’与由实验求出的F1和F2的合力F进行比较，从而验证平行四边形定则。
三、【实验器材】
木板、图钉、白纸、橡皮筋、弹簧测力计（2 个） 、刻度尺、量角器、细绳套（两个）、细芯铅笔。
四、【实验探究】
下面我们通过实验探究一下两个共点力的合力大小与分力的关系。
1、实验步骤 ：
1) 用图钉把白纸固定在水平桌面的方木板上。
2) 用图钉把橡皮条的一端固定在A点上，橡皮条的另一
端拴上两个细绳套。
3) 用两个弹簧秤分别勾住细绳套，互成角度地拉橡皮
条，将节点拉到某一位置 O，如图(1)，记录两弹簧秤的读数（F1、F2力的大小） ，用铅笔描下O点位置及此时两条细绳套的方向（力的方向）。
4) 去掉一个测力计，只用一个弹簧秤勾住细绳套，把橡皮条的节点拉到同一位置 O，记下此时秤的示数F及细绳的方向。
5)取下白纸， 用铅笔和刻度尺从O点沿两条细绳方向画直线，按一定比例，用有向线段在纸上画出F1、F2和F。以F1和F2为邻边作平行四边形，F1与F2之间的对角线用F′表示。
6) 比 较 F′与 F 的大小和方向（F′与F之间的夹角记为Δθ）。
7) 改变 F1 和 F2 的大小和夹角，重复以上实验，将结果填入下列表格中。
表（1）探究力的合成
结论：
(1)、两个或多个分力的作用效果与一个力的作用效果相同。
(2)、两个或多个力的合成遵循平行四边形定则。(3)、F和F′在误差范围内重合。
2、注意事项：
1）弹簧秤选取方法是：将两只弹簧秤调零厚互钩水平对拉，若两只弹簧秤在对拉过程中读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直到相同为止。
2) 实验前，首先检查指针是否在零刻度线上，若不在应校正零位（无法校正的，要记录零误差）。实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，使用时不能超过弹性限度，读数时应正对、平视刻度，估读到最小刻度的下一位。
3）不要用老化橡皮筋检查方法时用一个弹簧拉橡皮筋，要反复做几次使橡皮筋拉到相同的尺度，看弹簧秤示数有无变化。
4）不要直接以橡皮筋端点为节点。可拴一细绳连两细绳套，以三绳交点为节点，且节点应小点，以便准确记录O点位置。
5）细绳套应适当长些，便于确定力的方向，不要直接沿细绳套方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与 O 点连线用来确定力的方向。
6）本次实验中，以橡皮条的伸长（节点到达某一位置）来衡量力的
作用效果，因此，在同一次实验中应使两种情况下节点到达同一位
置。
7) 画力的图示时，标度的选取应恰当，要严格按几何作图法求合力。
3、 数据处理及误差分析
以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线F’与F比较，如右图。F和F′在误
F2 F’F1
差范围内重合。
本实验的主要误差来源于读数、作图，此外还有弹簧秤本身的误差，因此，首先应
检查弹簧秤的零点是否准确，在实验中拉细绳时必须与木板平行，读数时眼睛一定要正对刻度，按有效数字记录示数，作图时要准确，两个分力 F1 和 F2 间夹角不能太大或太小，要按实验的要求进行操作、读数、作图，即使存在误差，也应该是正常的，不能用数据拼凑使实验非常完美，也不能只用特殊角度而不管其一般性。
【合作探究】
【例题】将下述实验步骤按正确顺序用数字排列应是_____ 。
(1)在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示，根据平行四边形定则作图求出合力F.
(2)只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置.
(3)记下两弹簧秤读数，描出两力的方向.
(4)在水平放置的木板上，垫一张白纸，把橡皮条的一端固定板上A点，用两条细绳连
接在橡皮条的另一端，通过细绳同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使橡皮条
与细绳的连接点到达某一位置、并记下此位置.
(5)记下弹簧秤的读数F和细绳方向，按同一比例做出这个力的图示.比较这个实测合力
和按平行四边形法则求出的合力F，看它们的大小和方向是否相同.
(6)改变两弹簧秤拉力的大小和方向，重做两次实验，从实验得出结论.
【当堂检测】
1.在《探究共点力合成的规律》的实验中，
某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固
定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，
OB与OC为细绳，
（1）图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，则下列说法中正确的是（ ）
A.图乙中力F是力F1和F2合力的理论值，F′是力F1 和 F2合力的实际测量值
B.图乙中F′是力F1和F2合力的理论值，F是力F1和F2合力的实际测量值
C.在实验中，如果将细绳换成橡皮条，那么对实验结果没有影响
D.在实验中，如果将细绳换成橡皮条，那么对实验结果有较大的影响
（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）关于本实验，下列说法中错误的是（ ）
A．同一次实验中，O点位置允许变动
B．画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外
C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D．实验中，只要记录O点的位置和弹簧测力计的读书
2.在《探究共点力合成的规律》的实验中，采用哪些方法和步骤可以减小实验误差（ ）
A.两个分力F1、F2间的夹角要适当大些 B.两个分力F1、F2的大小要适当大些
C.拉橡皮条的细绳要稍长一些
D.实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住,平放在桌子上,向相反方向拉动,检查读数是否相同
3.在《共点的两个力的合成》实验中，得到了如图所示的图形，图中P为橡皮条的固定点，O为橡皮条与细线的结点，用两
只弹簧秤和用一只弹簧秤，都将结点拉到O点，
实验中要比较的是图中 和 两
个力的大小和方向，其中 是实验直接测
得的合力，图中 是F1、F2合力的理论值
（通过作图得出的）。通过本实验可以验证___________________________
4、如图所示为验证力的平行四边形定则的实验装置示意图．通过细线用两个互成角度的测力计拉橡皮条使结点移到某一位置O，此时需要记下：
(1)_____________________________________；
(2)_____________________________________；
(3)______________________________；然后，只用一个测力计再把橡皮条拉长，使结点到达位置______________，再记下_______________．
(4)实验中得出的共点力合成的定则，同样适用于合成下列物理量的是
A．速度 B．加速度 C．功 D．能 E．温度 F．电流