学生实验第二课时教案

验证力的平行四边形定则

实验创新

息县第一高级中学：芦志强

（一）知识与技能

1、掌握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律。

2、初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的合成、合力与分力的概念。

3、会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力。

（二）过程与方法

1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则；

2、培养学生动手操作能力、物理思维能力和科学态度、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力、表达能力。

3、培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。

（三）情感、态度与价值观

1、培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。

2、培养学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识。

3、培养学生合作、交流、互助的精神。

★教学重点

1、通过实验归纳出力的平行四边形定则

2、力的平行四边形定则的理解和应用。

★教学难点

1、对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力

2、合力与分力间的等效替代关系，尤其是合力的大小与两个分力间夹角的关系。

★教学方法

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1、创设情景，引导启发，让学生体会并接纳等效观点，从而得出合力、分力的概念。

2、实践体验，实验探索，归纳总结，从而得出平行四边形定则。

一、课本方案不便之处：

①两分力之间角度既不能过大，也不能过小，不易把握；

②弹簧拉力不能超过其量程，要小心翼翼；

③节点O的位置，两绳套的方向不易确定，误差较大；

④弹簧秤示数读取时要求正对、平视，不易操作

⑤作力的图示得选择合适的单位标度，较为繁复；

⑥单独一人无法完成实验；

二、实验创新方案

1、实验目的：

验证共点的两个力合成的平行四边形法则 2、实验原理：

⑴三力平衡：O点静止，F1 、F2 的合力F与F3 大小相等、方向相反。

⑵根据平行四边形定则，通过力的图示法作出F1 、F2 的合力F，在误差范围内，F与F3 大小相等、方向相反。

3、实验器材：

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支架（带有定滑轮），铁架台，标准钩码两盒，细线，白纸，夹子，铅笔，手电筒，刻度尺，圆规

4、实验步骤：

⑴准备好铁架台，铺好白纸，用夹子将白纸固定好；

⑵在A、B两根细线绳套各挂一个标准钩码，把线放在两个滑轮上，然后再在C绳套挂一个钩码；

⑶根据需要，在三个绳套上，挂适当数目的钩码；

⑷当系统平衡时，即O点静止时，用手电筒照射O点，接着用铅笔标记O点的位置，

并标记OA、OB线的方向；

⑸记录三个绳套所挂钩码数量N1、N2、N3，取下钩码，取下白纸；

⑹重复前5步，再做几组实验；

⑺选择标记的比较清晰的白纸，进行数据处理，得出结论；

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5、数据处理：

⑴采用力的图示法，以1个标准钩码的重量为单位长度，作出F1 、F2 、F3的，则F1=N1、F2 =N2、F3 =N3； ⑵利用平行四边形定则作出F1 、F2 的合力F ；

⑶比较F与F3的大小和方向，若在误差范围内，F与F3 大小相等，方向相反，则能证明F1 、F2 与其合力F满足平行四边形定则。

6、注意事项：

⑴用手电筒照射O点时，手电筒距支架在2米之内，尽量保证手电筒发出的光最亮处的中心与O点重合；

⑵记录F1 、F2 、F3 方向时，必须在O点静止时，而且不要触碰着细线；

⑶记录F1 、F2 、F3 方向时，沿着细线的影子，至少标记两个点；

⑷作图时，单位标度线段的长度要合适；作图时使用刻度尺，并借助圆规，是表示两力的对边一定要平行！

7、误差分析

⑴系统误差

①手电筒发出的光并不完全是平行光；

②细线与定滑轮之间的摩擦；

③悬挂的钩码与白纸间的摩擦；

⑵偶然误差

主要是作图误差

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