探究力的平行四边形法则

实验目的

验证互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则。

实验原理

一个力的作用效果与两个力共同作用的效果相同，则这个力就是那两个力的合力。两次都把橡皮条的结点拉到同一位置 O，说明效果相同。以两个分力 F1、F2 为邻边作平行四边形，其对角线表示合力的理论值 F；单个测力计拉出的力为实验值 F'。比较 F 与 F' 的大小和方向，即可验证。

实验器材

• 木板
• 白纸
• 橡皮条
• 两个弹簧测力计
• 细绳套
• 图钉
• 三角板和刻度尺
• 铅笔

实验步骤

1. 把白纸固定在木板上，橡皮条一端固定，另一端系两个细绳套。
2. 用两个测力计互成角度拉橡皮条，使结点到位置 O，记录 O 点、两力方向和读数。
3. 只用一个测力计，把结点拉到同一位置 O，记录方向和读数。
4. 选定标度，按力的图示画出 F1、F2 和 F'。
5. 以 F1、F2 为邻边作平行四边形，画出对角线 F，与 F' 比较。
6. 改变两力大小和夹角，重复实验。

实验现象与结论

在误差允许的范围内，以 F1、F2 为邻边所作平行四边形的对角线 F，与单个测力计拉出的 F' 大小基本相等、方向基本一致。结论：互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则。

注意事项

• 测力计使用前先检查并校零
• 拉力方向应与木板平行
• 两次结点必须拉到同一位置 O
• 两分力夹角不宜过大或过小

常见问题

为什么两次都要把结点拉到同一位置 O？

这样才能保证一个力与两个力的作用效果相同，一个力才可以看作那两个力的合力。

实验中 F 和 F' 为什么不完全重合？

存在读数、作图和摩擦等误差，只要在误差允许范围内基本重合即可。