12 平行力的合成

平行力是指在某一方向上的力。当物体受到平行力的作用处于相对静止时， 那么在某一方向上的合力为零并且各平行力的力矩之代数和为零。由于物体总受到重力的作用，所以实验时研究的平行力方向都是垂直地面的竖直方向。计算力矩时的转轴原则上可任意取，但习惯上为了方便都是取有较多平行力作用的点为转轴。并且注意“臂”指的是转轴到力线间的垂直距离。

方法一

目的 验证同向平行力合成的法则。

器材 橡筋，轻质木杆，木板，钩码，刻度尺等。

操作

1. 将两根橡筋的一端固定在木板上方，另一端吊住木杆。在木杆上靠近两端的地方各悬挂一串钩码（即对木杆的作用力分别为F1 和F2），平衡后在木板上记下木杆的位置AB 和两串钩码的拉力的作用线P1、P2（图a）。

2. 取下原来的两串钩码，改用一串钩码来代替它们（即对木杆的作用力为F）。反复调节这一串钩码的个数和它对杆拉力的作用线P 的位置，直至木杆的平衡位置仍在AB 时为止（图b）。

1. 根据钩码个数，很容易看出

F=F1+F2；

用刻度尺测出P 到P1、P2 的距离s1、s2，可以看到

F·s1=F·s2。

这就是同向平行力合成的法则。

注意 实验中忽略了木杆所受的重力，因此尽量选用轻质木杆，同时钩码的个数适当多一些。

方法二

器材 弹簧秤，木板，轻质木杆，砂筒，刻度尺，黄砂若干。

操作

1. 将两个弹簧秤的上端分别固定在木板上方，下面各悬挂一个内装黄砂的砂筒（图a）。平衡后记下两个弹簧秤的读数F1、F2 和它们的作用线P1、P2 的位置。

1. 取下砂筒，在两个弹簧秤下面悬挂一根轻质木杆，在木杆上悬挂一个砂筒。反复调节砂筒中黄砂的多少和它对杆拉力的作用线 P 的位置，直至两个弹簧秤恢复到原来的读数（图b）。称出这砂筒所受的重力F。

2. 根据三个砂筒所受的重力，很容易看出

F=F1+F2；

用刻度尺测出P 到P1、P2 的距离s1、s2，可以看出

F·s1=F·s2。

这就是同向平行力合成的法则。

注意 实验中忽略了木杆所受的重力，因此尽量选用轻质木杆，同时砂筒中加黄砂的量适当多一些。

方法三

目的 验证反向平行力合成的法则。

器材 橡筋，弹簧秤，轻质木杆，木板，砂筒，黄砂，钩码，刻度尺等。

操作

1. 将弹簧秤和橡筋的一端固定在木板上方，它们的另一端分别吊住木杆的两端。在木杆中部悬挂一串钩码（图 a），平衡后记下弹簧秤的读数 F1 和钩码所受的重力F2 以及这两个力的作用线P1、P2 的位置。再记下橡筋下端点的位置A。

2. 取去木杆，弹簧秤和钩码，将砂筒悬挂在橡筋下端，逐渐向筒中加黄砂， 直至橡筋下端仍然到A 点（图b），用弹簧秤测出砂筒所受的重力F，并记下橡筋拉力的作用线P。

1. 根据三个力的大小，很容易看出

F=F2－F1；

用刻度尺量出P 到P1、P2 的距离s1、s2，可以看到

F2·s2=F1·s1。

这就是反向平行力合成的法则。

注意 同方法一。