(一)知识与技能
1.通过实验,理解求共点力求合力的方法,掌握利用平行四边形定则求合力的方法;
(二)过程与方法
通过参与科学探究活动,培养和提高学生的实验操作、观察和总结能力,学习和体会探索物理问题的基本方法。
(三)情感态度与价值观
培养学生对物理实验的兴趣,并体会实验在物理规律中的作用与方法,培养思维能力和实事求是的精神。
[探究重点]:
1.通过实验探究平行四边形定则;
2.作图法和计算法求合力。
[仪器]:方木板、白纸、弹簧称、橡皮筋、铅笔、细绳套、三角板、刻度尺、图钉。
[过程]:
引入:在现实生活中,有这样的例子:两位同学沿不同方向共同用力提住一桶水,一个成年人也能提住同一桶水。两位同学对水桶的共同作用效果和一个成年人对水桶的作用效果是相同的。
1.学生实验
(1)讲解弹簧秤的使用
师:在使用弹簧秤测量力的大小时,首先,要观察弹簧秤的零刻度及最小刻度,同时要注意弹簧秤的正确使用及正确的读数方法。
师:确定分力的大小:(边演示边讲解两人如何分工合作)一位同学用两只弹簧秤分别钩挂细绳套,同时用力互成角度地沿规定的方向拉橡皮筋,使橡皮筋的另一端伸长到O点;另一位同学用记号笔分别
在相应位置记下两个弹簧秤的读数。这就是分力的大小。
注意:拉动橡皮筋时,要使两只弹簧秤与木板平面平行。
现在,请同学们观察M点有没有固定橡皮筋,规定的方向是不是明确,记录用的油笔有没有?用铁夹子将木板固定在桌上。
都准备好之后,左边同学拉橡皮筋,右边同学读数并记录数据,测量两个分力的大小,测量完之后请举手!
(2)指导学生进行分组实验
师:怎样确定合力F的大小、方向呢?
生:用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O,弹簧秤的读数就是合力的大小,细绳的方向就是合力的方向。
师:确定合力的大小和方向:一位同学用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O,另一位同学用记号笔记下细绳的方向,并在相应位置记下弹簧秤的读数。这就是合力的方向、大小。注意前后两
次实验O点应该重合。
师:现在,请右边同学拉橡皮筋,左边同学读数并记录数据,确定合力的大小和方向。
(3)视察学生实验情况
师:到此为止,我们已经确定了两个分力以及它们的合力的大小、方向。为了弄清楚两个力的合力与分力的大小、方向的关系,我们可以用力的图示法形象地将分力和合力的大小、方向表示出来。
(4)数据处理
①用力的图示法分别表示分力及合力:选择适当的标准长度(3cm长的线段表示1N力),利用三角板,从O点开始,用力的图示法分别表示两个分力及合力的大小、方向。注意标准长度要一致。如图所示,
有向线段OA、OB、OC分别表示两个分力及合力。
师:现在,请同学们用力的图示法将自己测量的分力和合力分别表示出来。
师:分力的大小分别等于多少?合力的大小等于多少?
师:由此看来,互成角度的两个力的合成,不能简单地利用代数方法相加减。那么合力与分力的大小、方向究竟有什么关系呢?
师:同学们仔细看看,O、A、C、B的位置关系有什么特点?(停顿20秒,引导同学猜出)O、A、C、B好像是一个平行四边形的四个顶点。OC好像是这个平行四边形的对角线。
师:OC好像是这个平行四边形的对角线,这毕竟是一种猜测,究竟OC是不是这个平行四边形的对角线呢?我们可以以OA、OB为邻边作平行四边形OACB,看平行四边形的对角线与OC是否重合。
②用两个三角板,以表示两个分力的有向线段OA、OB为邻边,用虚线作平行四边形OACB。(示范。强调邻近,利用两个三角板作平行四边形。)
现在请同学们以自己所得的OA、OB为邻边,作平行四边形,并连接OA、OB之间的对角线。
③同学操作,教师指导,选出典型。
④结论:比较平行四边形的对角线和合力,发现对角线与合力很接近。
⑤四组同学所得结果都是结论④,教师所得实验结果也是结论④,那么结论④是不是普遍的呢?
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