探究求合力的方法(2).doc

探究求合力的方法教学准备：方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮筋（两条）、细绳（两条）、刻度尺（或三角板）、图钉（若干，用来固定白纸）、游标卡尺、打点计时器等。教学过程：设置物理情景：让学生把一桶水从地面上想办法放在桌面上。找一个有力气的男生具体操作一下。这个同学用一只手就可以把它提到桌面上。在找较瘦弱的女生来具体操作一下。一个瘦弱的女生提不动，两个瘦弱的女生才把它抬上来。提出问题：同学们仔细观察会发现，一位力气大的同学只用一只手一个力就可以把水桶从地面提到桌面上，两个女同学用两只手给水桶两个力，同样也把水桶从地面移动到桌面上，不同的同学用不同的方法达到了一个共同的目的。在提水桶这个事件上，这一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的。可以用这一个力代替那几个力，这一个力是那几个力的合力， 那么几个力的合力怎样来求呢？下面我们设计一个实验来探究一下求合力的方法。实验探究：实验探究求合力的方法教师：怎样求合力呢？我们先来看一个演示实验.（用两只弹簧秤成一定角度提起一个重物，分别读一下两只弹簧秤的读数.然后用一只弹簧秤提起这个物体，看这时弹簧秤的读数）学生需要仔细观察读数教师提问：看一下两只弹簧秤的示数之和是不是等于一只弹簧秤的读数.学生回答：一只弹簧秤的读数不等于两只弹簧秤的读数之和，而是比两只弹簧秤读数之和稍微小一些。教师：（微笑鼓励）这位同学观察得很仔细，按照算术法则，两只弹簧秤的读数之和应该等于一只弹簧秤的读数，可见力的合成并不是简单地相加减.那么它们之间的关系到底是怎样的呢?教师提问：首先明确实验的目的是什么。学生回答：探究求合力的方法教师提问：实验依据的原理是什么？（启发合力的定义）学生回答：合力的作用效果与几个力共同作用的效果相同。教师：下面我们根据提供的器材，同学们分小组讨论，抓住合力和分力效果相同这一关键，设计实验方案，选择适当的仪器，把不需要的仪器放在一边.（这里仪器的提供可以有一些干扰项，比如说放置小车和打点计时器，锻炼学生选择仪器的能力）教师：在做实验之前，让一个小组的同学介绍他们的实验器材的选择和实验方案的设计过程。被选小组学生回答：力的作用效果有两种：一种是改变物体的运动状态；一种是使物体发生形变。要探究一个力的作用效果和两个力的作用效果相同，从这两个方面入手都可以，只是用力改变物体的运动状态不如使物体发生形变容易控制，所以我们选择的是用力改变物体的形变这种方法来探究合力和分力的关系；对于物体的选择，我们选择了容易发生形变的橡皮筋来进行。在一个力和两个力共同作用下让橡皮筋的形变量相同。我们组选择的仪器是：方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮筋（两条）、细绳（两条）、刻度尺（或三角板）、图钉（若干，用来固定白纸）（注:要多了解各个组的实验器材的选择情况，指出他们的优点和不足，帮助他们改进自己的设计，这里仅举一例作为代表）教师：刚才这位同学代表他们组说得非常好，我们现在根据同学们自己选择的器材来设计实验方案.首先考虑实验步骤怎样进行（提示）在这个实验中一个力与两个力等效的标志是什么？学生1回答：橡皮筋伸长量相同。学生2回答：除了伸长量相同之外还应该伸长到同一个位置，因为力是矢量，既有大小又有方向.教师：刚才第二个同学补充得非常好，一定要考虑到力的矢量性。两次实验中橡皮筋应该伸长到同一个位置才能保证作用效果完全相同。展示设计较好的组学生的实验步骤：实验步骤展示：（1）在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好。（2）用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点（A点的位置应该靠近顶端中点），在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套。（3）用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置。（4）用铅笔记下的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧秤的示数（在同一条件下）.（5）用铅笔和三角板在白纸上从点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力1和2的图示。（6）只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力的图示。（7）探究这三个力的大小及方向的关系。教师：下面我们进行分组实验，实验过程中大家可以有意识地控制一下两个分力之间的夹角。学生实验，教师巡回指导教师提问：请同学们取下白纸，把实验器材整理好，然后仔细分析三个力的图示。大小有没有关系，是不是合力大小等于两个分力大小之和？学生回答：大小没有绝对的关系，合力的大小并不等于两个分力大小之和。教师：建议同学们把合力和分力的末端用虚线连接起来.学生1：虚线和原来的两个分力构成了一个四边形。学生2：好像是矩形（两个力成90角的同学）学生3：好像是菱形.学生4：总结几组同学的实验结果，这个四边形应该是平行四边形。教师：（微笑）对，最为一般的结论是这两条虚线和两个分力组成的图形是平行四边形。教师提问：合力与两个分力处于平行四边形的什么位置？学生回答：合力在平行四边形的对角线上，两个分力为平行四边形的两条邻边。教师提问：平行四边形的对角线有两条，合力在哪一条上？学生回答：两个分力为邻边的之间的对角线上。教师提问：你能用自己的语言准确地描述合力与分力之间的关系吗？学生回答：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边，这两个邻边之间的对角线就代表了合力的大小和方向。教师总结：这就是今天我们用自己设计的实验