實驗：互成角度的兩個力合成知識總結！

賢從智中取，智從學中求。物理實驗考的就是同學們的綜合應用能力。今天為大家整理了高中物理實驗：互成角度的兩個力的合成，希望對大家有所幫助。

[

知識梳理

]

1、實驗目的

驗證平行四邊形定則

2、驗證原理

如果兩個互成角度的共點力F1、F2作用於橡皮筋的結點上，與只用一個力F’作用於橡皮筋的結點上，所產生的效果相同（橡皮條在相同方向上伸長相同的長度），那麼，F’就是F1和F2的合力。根據平行四邊形定則作出兩共點力F1和F2的合力F的圖示，應與F’的圖示等大同向。

3、實驗器材

方木板一塊；白紙；彈簧秤（兩隻）；橡皮條；細繩套（兩個）；三角板；刻度尺；圖釘（幾個）；細芯鉛筆。

4、實驗步驟

①用圖釘把白紙釘在方木板上。

②把方木板平放在桌面上，用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套。（固定點A在紙面外）

③用兩隻彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結點到達某一位置o（如圖）。（位置0須處於紙面以內）

④用鉛筆描下結點0的位置和兩條細繩套的方向，並記錄彈簧秤的讀數。

⑤從力的作用點（位置o）沿著兩條繩套的方向畫直線，按選定的標度作出這兩隻彈簧秤的拉力F，和F：的圖示，並用平行四邊形定則作出合力F的圖示。

⑥只用一隻彈簧秤透過細繩套把橡皮條的結點拉到同樣的位置o，記下彈簧秤的讀數和細繩的方向。用刻度尺從。點按同樣標度沿記錄的方向作出這隻彈簧秤的拉力F’的圖示。

⑦比較力F’的圖示與合力F的圖示，看兩者是否等長，同向。

⑧改變兩個力F1和F2的大小和夾角，再重複實驗兩次。

5、注意事項

①不要直接以橡皮條端點為結點，可拴一短細繩再連兩細繩套，以三繩交點為結點，應使結點小些，以便準確地記錄結點O的位置。

②不要用老化的橡皮條，檢查方法是用一個彈簧秤拉橡皮條，要反覆做幾次使橡皮條拉伸到相同的長度看彈簧秤讀數有無變化。

③A點應選在靠近木板上邊中點為宜，以使。點能確定在紙的上側，結點O的定位要力求準確，同一次實驗中橡皮條拉長後的結點位置0必須保持不變。

④彈簧秤在使用前應將其水平放置，然後檢查、校正零點。將兩彈簧秤互相鉤著水平拉伸，選擇兩隻讀數完全一致的彈簧秤使用。

⑤施加拉力時要沿彈簧秤軸線方向，並且使拉力平行於方木板。

⑥使用彈簧秤測力時，拉力適當地大一些。

⑦畫力的圖示時應選擇適當的標度，儘量使圖畫得大一些，要嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形。

特別說明：

1、實驗採用了等效的方法：實驗中，首先用兩隻彈簧秤透過細繩互成角度地拉一端固定的橡皮條，使細繩的結點延伸至某一位置O，再用一隻彈簧秤拉橡皮條，並使其結點位置相同，以保證兩隻彈簧秤的拉力的共同作用效果跟原來一隻彈簧秤的拉力的效果相同，若按平行四邊形定則求出的合力的大小和方向跟第二次一隻彈簧秤的拉力的大小和方向完全相同，或者誤差很小，這就驗證了互成角度的共點力合成的平行四邊形定則的正確性。

2、在做到兩共點力F1、F2與F’等效的前提下，準確做出 F1和F2的圖示，用平行四邊形定則做出其合力F的圖示，以及F’的圖示是本實驗成功的關鍵，為此，要求F1、F2的大小方向，須記錄準確，做圖示時要選擇合適的標度，以使所做平行四邊形儘量大，畫平行四邊形的平行線時，要用兩隻三角板或一隻三角板和一把直尺，嚴格作圖。

3、實驗誤差的來源與分析

本實驗誤差的主要來源除彈簧測力計本身的誤差外，還出現讀數誤差、作圖誤差。因此，讀數時眼睛一定要正視，要按有效數字正確讀數和記錄，兩力的對邊一定要平行，兩個分力F1、F2問夾角Θ越大，用平行四邊形作用得出的合力F的誤差

就越大，所以，實驗中不要把Θ取得太大。本實驗允許的誤差範圍是：力的大小

≤5％F，F’與F的夾角Θ≤70。

[

例題評析

]

【例1】在做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點。以下操作中錯誤的是（ ）

A、同一次實驗過程中，O位置允許變動

B、實驗中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數時視線要正對彈簧秤刻度

C、實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然後只需調節另一彈簧秤的大小和方向，把橡皮條另一端拉到0點

D、實驗中，把橡皮條的另一端拉到。點時，兩個彈簧秤之間夾角應取90。，以便於算出合力大小

【分析與解答】在同一次實驗中兩個力F1和F2的作用效果與一個力F’的作用效果相同，這個力F’才是F1與F2的合力，這個作用效果相同與否就是透過兩次拉橡皮條時結點位置是否達到同一個位置來體現的，所以在同一次實驗過程中，結點0的位置不允許變動，A選項

是錯誤的；為使實驗結果準確，實驗時，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數時眼睛必須正視彈簧秤的刻度，所以選項B是正確的；由力的平行四邊形定則可知如果在實驗中先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，那麼另一彈簧秤不論沿什麼方向再加一個力拉結點，則第一個彈簧秤的拉力就超過它的量程，不能再繼續實驗了。所以必須同時用兩個彈簧秤沿不同方向拉橡皮條的結點到某一位置O點，或者先將一個彈簧秤沿某一方向拉橡皮條，使它的示數指某一中間值，再用男一個彈簧秤拉結點，調節兩者示數的大小和方向，才能把橡皮條的結點拉到某一位置。點，所以選項C也是錯誤的；選項D也是錯誤的，因為本實驗的目的是用實驗驗證平行四邊形定則，所以實驗結果不能用平行四邊形定則計算。

本題要求選錯誤的選項，應為A、C、D。