实验四 力的合成与分解

实验目的

验证共点力的合成定则。

实验原理

共点力的合成与分解符合力的平行四边形定则。

实验器材

朗威DISLab、计算机、DISLab力的合成分解实验器、钩码(5.76N)、小细绳等(见图4-1)。

图4-1

图4-1 DISLab力的合成分解实验器

实验装置图

见图4-2。

图4-2
图4-2 实验装置

实验过程与数据分析

1.将两只力传感器分别接入数据采集器,将DISLab力的合成分解实验器通过十字转接器固定在铁架台上;

2.按照图4-2将两力传感器固定在DISLab力的合成分解实验器的挂臂上,力传感器测钩指向实验器力矩盘的圆心,且与力矩盘中心垂线呈45°夹角,两力传感器测钩延长线相互垂直;

3.将两条细绳拴在测钩上,细绳的另一端在力矩盘的圆心处打结拴在一起;

4.观察软件中两个力传感器窗口,点击“调零”,使传感器窗口示数为0;

5.在细绳的打结处向下方引出另一细绳,并挂上钩码;

6.调整实验器的力矩盘,使挂钩码的细线与力矩盘下方的0°重合;

7.打开“计算表格”,定义变量“g”为常量5.76,定义变量“q”代表角度值,使用“点击记录”,记录所测数据;

8.顺时针转动力矩盘,在转动角度分别为10°、20°、30°、45°时,依次记录所测数据并输入对应的角度值;

9.点击“公式”,考虑到角度与弧度的换算关系,输入自由表达式“F5=g*Cos((45-q)*pi/180)”,表示“F1的理论值”;输入自由表达式“F6=g*Sin((45-q)*pi/180)”,表示“F2的理论值”;

10.比较实测值与理论值,发现二者接近(见图4-3),验证了力的合成定则。

图4-3

图4-3 力的合成实验结果

建议:

1.在表格中输入实测值与理论值的相对误差计算公式,观察计算结果。

2.可以接入第三只力传感器替代钩码的重力,重新做上述实验。

3.调整力传感器在DISLab力的合成分解实验器挂臂上固定方向,用实验器附带的滚轴替换测钩,使用配套的标准木块,即可进行力的分解实验(图4-4)。

图4-4
图4-4 力的分解实验
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发布时间:2012/12/31 14:34:22  阅读次数:10654

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