利用上述装置可以清楚地表明，当两条细线互相平行时(即夹角为零)，f1、f2的合力刚好提起1千克重的砝码M(引导学生注意观察图22中测力计的读数为零)，这时合力最大(F=f1+f2)。将两只滑轮慢慢移开而使两条细线间的夹角不断增大时，引导学生注意观察，由于两拉力的合力相应地减少，而使测力计的读数随着增加起来。让学生根据平行四边形法则算一算，当f1、f2间的夹角θ=90°时，合力F等于多少？利用图23方法测得的跟算出来的是否相符？当夹角θ=120°时(图24)，实验测定和理论计算是否都可证明此时合力F在数值上跟f1或f2一样大(500克)？使夹角θ超过120°，学生可以清楚地看到，测力计的读数变为大于500克，也就是f1、f2的合力变成小于500克了。如果θ=180°，即让两条细线在同一水平位置沿相反方向拉，则f1、f2的合力变为零，此时测力计的读数指的是砝码M的重量1000克。
上述装置，经过适当的调整和改装，在“力的分解”、“共点力作用下物体的平衡”以及“力的正交分解法”等课题教学中，亦可用来演示或帮助说明一些有关的问题。
力的分解演示仪
在“力的分解”教学中，分力的方向是根据力的效果确定的。根据效果确定分力的方向是教学的难点，学生不易接受。可利用压强计直观地演示放在支持面上的物体对支持面的压力的大小与方向。当压强计的金属盒上的橡皮膜受到压力时，U形管两边的液面出现高度差；压强越大，液面的高度差也越大。它可将较小的形变进行放大，增加了可见度。本实验具有形象直观，制作简单的优点，特别适合于实验条件差的学校自己动手制作。
本演示仪装置见图25：它由铁架台、木板、压强计、系有橡皮筋的小球等组成，在木板上开一圆孔，刚好将压强计的金属盒安装在木板上的小孔中。用铁架台将木板夹住，木板可绕铁架台转动。U形玻璃管装在木板上，也可绕转轴转动。
本演示仪可演示如下实验：
放在水平面上的物体受到斜向上的拉力F，可分解为水平拉物体的力F1和竖直上提物体的力F2。
①使F大小不变，F的方向由水平逐渐变为斜向上，可观察到U形管中的两端液面(以下简称液面)高度差逐渐减小；②使F沿某一方向，逐渐增大，液面高度差减小，说明拉力有上提物体的分力，同时，橡皮筋逐渐伸长，F增至某一数值后，物体向F1方向移动，说明有F1分力存在。
(2)放在斜面上的物体受到的重力的分解、演示见图27。
①斜面倾角θ不变橡皮筋伸长，说明重力使物体沿斜面下滑的分力F1存在，液面有高度差，说明物体的重力有压紧斜面的分力F2存在②见图27逐渐增大斜面的倾角θ，此时，液面高度差逐渐减小，表明垂直压在斜面上的分力F2在逐渐减小。
(3)挂在竖直墙上的小球：
①小球靠在墙上，吊线竖直，液面无高度差，橡皮筋伸长，表明物体对墙面无压力，重力的效果是拉橡皮条。
②斜吊在墙上的物体的重力的分解，可见橡皮悬线伸长，说明重力有拉绳的分力F1；液面有高度差，说明重力有压墙面的效果，即分力F2存在。
(4)挂在支架上的物体的拉力的分解可见斜拉线橡皮条伸长，说明F有沿线伸长的方向拉线的分力F1。压强计的液面有高度差，说明，有压杆的分力F2。
(5)在斜板上另放一挡板，还可观察斜板夹角θ变化时，小球对斜板的压力大小的变化情况。
运用实验手段，探索力的合成
力的合成是高中物理中的第一个难点。刚进入高中的学生，对于矢量计算，常常很难接受。他们受代数运算法则的影响太深。只习惯于用代数知识解决物理问题。难以接受什么新的法则。因而，引进矢量运算有一定的难度。我们如果仍采用常规的教学方式对学生进行灌输，会使学生更感到被动。教师满以为讲得头头是道，可学生不敢相信，不愿接受。课堂教学将很难达到预期目的。
经实践证明，本节教学，教师可以通过适当的实验引导学生去探索，只在关键点稍作揭示，把力的合成法则留给学生自己去总结。这更有利于消除学生的心理障碍，课堂教学效果更佳。具体做法是：
从简单入手、因势利导，将学生引入探索轨道
首先，通过实验探讨在一条直线上的力的合成。
在图32的实验中，三个完全相同的钩码。在a图中由一只弹簧秤悬挂；在b图中增加一个托盘弹簧秤在下方支持；而在c图中则由两只弹簧秤在竖直方向拉着。可以发现，三个钩码虽然受的弹力情形不同，但处的状态却一样——均保持静止，故三种情况下弹力产生的效果相同。
让学生紧紧围绕弹力观察实验，读出各弹簧秤读数，再用同一标度分别作出各钩码受到的弹力图示。
由几名学生代表将图作在黑板上。教师针对具体情况，指出存在的问题(如确定代表力的单位长度，标明力的方向等)，挑选出标准图，如图33。其中F产生的效果与F1、F2或F1、F2相同，由此引出合力、分力概念。即将F看成为分力F1、F2或F1、F2的合力。
让学生从图33中找出合力与分力的关系。要求用数学表达式表示出大小，用文字说明方向。总结出：分力在同一方向时，合力F=F1+F2，用方向与分力相同；而两分力方向相反时，合力F=F1－F2，其方向是与较大的分力相同。
提出新的问题，激发学习兴趣，掀起课堂高潮，突破教学难点在得出上述结论后，及时向学生提出新的问题：如果两个分力不在同一直线上，其合力与分力的关系通过“加”或“减”还能表示吗？
接着，将图32中的实验换成图34重新演示。读出各弹簧秤的读数F、F1及F2，可以发现：F既不等于F1+F2，也不等于F1－F2，此时合力与分力究竟应满足什么关系呢？通过问题引导学生探索。
让学生面对困境，在学生毫无解决办法的情况下，还需向学生指出：代数运算法则已无法解决互成角度的两力合成。而力的合成不解决，我们对力学问题的进一步研究将很难继续下去。给学生施加心理压力，造就课堂气氛，激发探索精神。其后，引导学生摆脱代数法则的束缚，另辟蹊径，将思维引导到作图手段上来，通过作图寻找合力与分力满足的几何关系。
读出F1、F2和F的大小，量出F1、F2与竖直方向的夹角，供作图备用。
将全班学生划分成若干个作图小组，让他们互相讨论，充分酝酿，相互补充。同时提示学生将F1、F2和F作在同一个图上，通过添加辅助线，去探讨它们所遵循的几何关系。
每小组选派一名学生代表，叙述本组作图思路，描述各自图形的物理意义。通过筛选，挑选出标准图形，如图35。再给予肯定和补充说明：当分力不在同一直线上时，合力F与分力F1、F2的关系可以用平行四边形来反映，即以分力F1、F2为邻边作平行四边形，其对角线恰好就是合力F。
改变F1、F2的夹角重新演示，让学生进一步通过实验验证F与F1、F2所满足的平行四边形关系。
将实践上升为理论，总结出力的合成法则。
深化巩固、加深印象、形成技能
利用自制的力的合成可动模具或分力F1、F2夹角可变的抽拉投影胶片，借助幻灯投影使学生深化概念，进而掌握合力F不仅与分力F1、F2大小有关，还与它们之间的夹角θ有关，如图36，当分力大小不变而方向改变时，合力随分力夹角θ的增大而减小，变化范围为F1+F2≥F≥F1－F2。而在变化过程中，合力可能大于每一个分力；也可能大于一个分力而小于另一个分力；还有可能比任何一个分力都小。
讲解典型例题，通过对典型例题的分析，加深印象，形成技能。
例题两个小孩拉一辆车子，一个小孩用的力是45牛，另一个小孩用的力是60牛。这两个力的夹角是90°。求它们的合力。
借助此题培养学生作图技能和掌握两种求合力的基本方法。即应用作图法求合力和根据几何知识计算合力。
用作图法求合力，重要的是使学生弄懂如何将量出的长度换算成力的大小；用几何方法计算合力，要求学生能应用直角三角形的特点求解。
力的平行四边形法则实验的改进
实验原理
取倔强系数相同、原长相等的弹簧三只，当它们互成角度彼此相互作用而平衡时将产生不同的形变。如图37所示。并且，其中任意两个弹簧由形变而产生的弹力组成的合力与另一个弹簧的弹力等值反向。它们之间的量值关系，应按平行四边形法则来计算。例如，以弹簧A和B的形变量为边长，方向分别与A、B一致而组成的平行四边形的对角线与弹簧C的形变量等值反向。
实验器材
取原长相等倔强系数相同外形略呈塔形的螺旋弹簧三只。选择时应注意弹簧的弹性限度要大。如AL=L0时，其K值仍保持不变。(2)用长度等于弹簧原长的有色塑料片与弹簧的一端固定，以示弹簧的原长。(3)用有机玻璃条组成可变平行四边形，如图38所示。图中四个节点可由活动的螺钉螺帽组成。其中e边是附有刻度的标尺，可以绕节点自由旋转。
3.实验方法：
(1)将三只弹簧按互成不同的夹角附着在木板上(木板上钻有若干排孔。若将本实验改在投影仪上进行，则应将有机玻璃替代木板)。(2)将可变平行四边形与弹簧A、B的形变量重合，且组成平行四边形。(3)将e边与弹簧C的形变量重合，且测出其长度。(4)将e边转到平行四边形对角线位置。结果表明：对角线与C成一直线，其长度与弹簧C的形变量相等。按以上方法取B、C或A和C弹簧作为实验观察对象，其结果相同。当然，还可以改变三只弹簧的相对位置，重复以上的步骤，其结果是相同的。结论是：二力相加，应按平行四边形法则进行。
本实验直观、形象，说服力强，耗时少。本实验还可以演示二力合力的大小与其间夹角的关系等实验。
测量滑动摩擦系数的八种方法
用弹簧秤测量
用弹簧秤水平拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，其读数为F，再用弹簧秤称出木块的重量G，则木块与桌面间的滑动摩擦系数m=F/G。
用直尺平抛运动法测量
设计如图39所示，放在水平桌面上的弹簧，左端固定在挡板上，右端刚好齐桌边。用木块A压缩弹簧△L，然后由静止释放，设木块A在桌边以速度v做平抛运动。显然有y=gt2/2和x=vt即有v2=gx2/2y。将挡板及弹簧一起向左移动距离S，再用木块A压缩弹簧△L，然后由静止释放，设木块经过距离S后从桌边以速度v做平抛运动，其水平距离为x′0同理，有：V′2=g′x2/2y。
分析上述两个过程，有如下的关系：
－μmgs=mv′2/2即μ=(v2－v′2)2gs=gx2/2y－gx′2/2y2gs=x2－x′24sy根据上式，利用直尺即可求得μ。
用斜面(摩擦角)测量如图40所示，A为木块，B为木板。实验时逐渐加大木板的倾角θ，同时轻推一下A，看它怎样运动。当θ角达到某一值时，A被推后恰好能自行沿木板匀速下滑。量出此时的θ角，则μ=tgθ。也可以理出h和d，则μ=h/d。(公式证明从略)用秒表及特殊斜面角测量如图40所示，将木板架成特殊倾角如θ=45°的斜面，A为物块，其质量为m。使物块A以某一初速v0从斜面底端匀减速上滑，经过距离S后又转为匀加速下滑。用秒表测出物块A上滑与下滑的时间t1和t2。对于上滑和下滑过程分别有S=(gsinθ+μgcosθ)t12/2和S=(gsinθ－μgcosθ)t22/2。消去S得：
μ=sinθ(t22－t21)/cosθ(t21+t22)当日θ=45°时有μ=(t22－t21)/(t21+t22)将所测t1和t2代入，即可求得μ。
用直尺和天平测量
如图41所示。设初始高度为y的物块m1由静止释放，当m1与地面相碰时，联合体m1和m2的速度为v，忽略滑轮与绳子间的摩擦及质量，由动能定理得：m1gy－μm2gy=(m1+m2)v2/2。设m2由速度v滑动至静止的距离为x，由动能定理得：－μmgx=θ－m2v2/2。由以上两式消去v，得μ=m1y/(m1x+m2x+m2y)根据上式，利用直尺和天平可求出μ。
土法制作长弹簧
目前课堂演示实验用的弹簧秤都太小(是用现买的弹簧秤)，在座学生看不见读数，影响教学效果；另外要演示周期较长的垂直方向的简谐振动，也需要长的弹簧。有没有简易绕制长弹簧的土方法？
有，方法是：取一根粗细均匀的铁棒(可用铁支架上的铁棒)，将钢丝的A端固定在铁棒的左端，固定的方法是，可以先利用钢丝本身绕数匝压住A端，再用铅丝绑紧；然后在离棒端稍远处正规地密绕钢丝几匝；取两块小木条夹在台虎钳内，并旋紧虎钳使两木条紧紧地压住棒的密绕处(使木条被密绕的钢丝压出凹纹路)。再用管钳钳住棒的右端。一手拉住钢丝的B端(无需紧拉)一手转管钳使棒跟着转，此时钢丝就沿着木条上钢丝的纹路随棒的旋转密绕成多匝弹簧。管钳继续不断地旋转，可绕制成任意匝的长弹簧。最后松开虎钳，即绕制成直径比棒粗的长弹簧。(注意：被虎钳压出钢丝纹路后直到绕制完毕的过程中，不许松开虎钳重新压紧，否则绕出的弹簧粗细不均且间距不一)。
“微小形变”演示实验的放大设计
在物理实验教学中，经常会遇到要演示一些变化效应微弱的物理现象，为使实验效果明显，可见度大，通常采用放大手段。物理实验中常用的放大手段有杠杆放大，光点反射放大，点光源投影放大，投影仪放大，弱电流放大等。
指针偏转放大显示拉伸形变
