共点力的合成与分解实验
“共点力的合成”实验注意事项
江苏 李亚洲
在做“两个共点力的合成”实验时,很多同学都会不经意的犯一些错.下面我们就把该实验中容易出错的地方加以总结,以此来引起同学们的注意.
一、注意弹簧测力计的选取和使用
1.弹簧测力计使用前应将弹簧测力计水平放置,然后检查、矫正零点.需了解弹簧测力计的量程、单位和最小刻度,读数时视线要正对刻度线.
2.选择弹簧测力计时,可将两个弹簧测力计自由端钩在一起沿水平方向对拉,看两个读数是否一样,若一样才能使用.
3.弹簧测力计测拉力时弹簧的伸长方向和所测拉力方向要一致,弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦.橡皮条、弹簧测力计和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内.
4.在不超出弹簧测力计量程的条件下,应该尽可能使弹簧测力计的拉力大一些.
二、注意橡皮条的选取和使用
1.不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条,要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化.
2.可用两根橡皮筋并联使用以增大其劲度系数.
3.同一次实验中,橡皮筋的结点O的位置一定要相同.
例、在《两个共点力的合成》实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是 （ ）
A.同一次实验过程中,O点的位置允许变动
B.实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧测力计的大小和方向,把橡皮条的另一端拉到O点
D.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夹角应取90°,以便于算出合力大小
解析：从橡皮条固定点到O点的连线,是合力的作用线方向,如果O点变动,那么合力的大小、方向都要变化,就不能验证力的平行四边形定则,故A选项说法错.C选项中,因一个弹簧测力计已拉到最大量程,再通过另一个弹簧测力计拉橡皮条到O点时,第一个弹簧测力计可能超过最大量程,造成损坏,或读数不准,故C选项错.互成角度的两个力的合成,是利用平行四边形定则进行合成,两个分力成任意角度都适用,不必成90°角,因此本题答案为ACD.
三、注意纸张的选取和作图
1.白纸不要选的过小,画力的图示应选择适当的单位长度,画分力F1、F2的合力时要准确,图要尽可能画得大些,以使测量值的最后一位估读数字在图上能准确表示出来.
2.严格按力的图示要求和几何方法求出力的合力.
自我检测
例1、如图所示,是甲、乙两位同学在《互成角度的两个共点力的合成》实验中得到的实验结果,若用F表示两个分力F1、F2的合力,用F＇表示F1和F2的等效力,则可以判断哪一个同学的实验结果是尊重事实的?
解析：由题设可知,F为F1和F2的合力,通过平行四边形定则所得,由于实验都存在误差,所以求出的合力F的方向与橡皮条不在一条直线上是正常的.而F＇是F1和F2的等效力,即用一只弹簧秤拉橡皮条时的拉力,显然F＇的方向应与橡皮条在一条直线上,故甲同学是尊重事实的.
点评：本题解答的焦点在F＇的方向确定上.两位同学的实验结果都有误差,这是正常的,但乙同学很明显在F＇的方向的确定上违背了实验的要求,作图是错误的.