《探究?jī)蓚�(gè)互成角度的力的合成規(guī)律》力與平衡PPT
第一部分內(nèi)容：【學(xué)習(xí)素養(yǎng)•明目標(biāo)】
科學(xué)探究：1.驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成的平行四邊形定則.2.進(jìn)一步使用作圖法求兩個(gè)共點(diǎn)力的合力．
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探究?jī)蓚�(gè)互成角度的力的合成規(guī)律PPT，第二部分內(nèi)容：自主預(yù)習(xí)探新知
一、實(shí)驗(yàn)原理和方法
一個(gè)力F′的作用效果與兩個(gè)力F1、F2的作用效果都可以使相同的一端固定的橡皮條伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)O，則F′必與F1、F2的合力_____，以F1、F2為鄰邊作平行四邊形求出合力F，比較F′與F的________，以驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)的平行四邊形定則．
二、實(shí)驗(yàn)器材
方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)(兩只)、三角板、刻度尺、圖釘(幾個(gè))、細(xì)芯鉛筆、橡皮條、細(xì)繩(兩根)等．
三、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理
1．儀器的安裝：用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上，并用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套，如圖所示．
2．操作與記錄
(1)用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩套的方向．
(2)用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向．
3．作圖與分析
(1)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩套方向畫(huà)直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊，用刻度尺作平行四邊形，過(guò)O點(diǎn)畫(huà)平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示．
(2)用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出只
用一只彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力F′的圖示，如圖所示．
(3)比較一下力F′與用平行四邊形定則求出的合力F，在誤差允許的范圍內(nèi)，大小和方向是否相同．
(4)改變兩個(gè)力F1與F2的大小和夾角，再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)兩次．
四、誤差分析
五、注意事項(xiàng)
1．彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法：將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤水平對(duì)拉，若兩只彈簧在對(duì)拉過(guò)程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另選，直至相同為止．
2．保證分力與合力作用效果相同的方法：在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)O的位置一定要相同．
3．橡皮條老化的檢查方法：用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條，要反復(fù)做幾次，使橡皮條拉到相同的長(zhǎng)度看彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)有無(wú)變化．
4．彈簧測(cè)力計(jì)夾角范圍：用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，其夾角不宜太小，也不宜太大，以60°到120°之間為宜．
5．拉力的選取原則：在不超出彈簧測(cè)力計(jì)的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當(dāng)大些．
6．畫(huà)力的圖示的注意事項(xiàng)：在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫(huà)力的圖示選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些．
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探究?jī)蓚�(gè)互成角度的力的合成規(guī)律PPT，第三部分內(nèi)容：合作探究攻重難
【例1】在做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)時(shí)：
(1)除已有的器材(方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、刻度尺、圖釘和鉛筆)外，還必須有________和________．
(2)要使每次合力與分力產(chǎn)生相同的效果，必須( )
A．每次將橡皮條拉到同樣的位置
B．每次把橡皮條拉直
C．每次準(zhǔn)確讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
D．每次記準(zhǔn)細(xì)繩的方向
(3)為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，減小誤差，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意些什么？
(4)在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩結(jié)點(diǎn)的位置．圖中________是力F1與F2的合力的理論值；________是力F1與F2的合力的實(shí)驗(yàn)值．通過(guò)把________和________進(jìn)行比較，驗(yàn)證平行四邊形定則．
[解析](1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材要求可知，還必須有橡皮條和三角板(用來(lái)作平行四邊形)．
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理知正確選項(xiàng)為A.
(3)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意：①選用彈性小的細(xì)繩；②橡皮條、細(xì)繩和彈簧測(cè)力計(jì)的軸應(yīng)在同一平面上，且與板面平行貼近等．
(4)在本實(shí)驗(yàn)中，按照平行四邊形定則作出的合力F為F1與F2的合力的理論值，而用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)測(cè)出的力F′為F1與F2的合力的實(shí)驗(yàn)值．比較F與F′的大小和方向，即可驗(yàn)證平行四邊形定則．
【例2】某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證力的平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：如圖所示，將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過(guò)細(xì)繩掛一重物．
(1)為完成實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是________．
A．測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度
B．測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng)
C．測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長(zhǎng)度
D．記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置
(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是_____________________________．
[解析](1)必需測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng)和懸掛重物后橡皮筋的長(zhǎng)度，這樣才能確定橡皮筋的伸長(zhǎng)量，確定各力的大小，還需記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置，同時(shí)記下三條橡皮筋所在的方向，以便確定各拉力的方向，根據(jù)平行四邊形定則作出合力的圖示．因此，必需的操作是B、C、D.
(2)改變條件再次驗(yàn)證可采用更換不同的小重物的方法．
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探究?jī)蓚�(gè)互成角度的力的合成規(guī)律PPT，第四部分內(nèi)容：課時(shí)演練提素養(yǎng)
1．“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)原理是等效原理，其等效性是指( )
A．使彈簧測(cè)力計(jì)在兩種情況下發(fā)生相同的形變
B．使兩分力與合力滿(mǎn)足平行四邊形定則
C．使兩次橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相等
D．使兩次橡皮筋與兩繩套的結(jié)點(diǎn)都與O點(diǎn)重合
D [“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，兩次拉伸橡皮筋時(shí)，伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度及伸長(zhǎng)的方向均相同，兩分力與合力的作用效果才相同，才具有等效替代關(guān)系，因此C錯(cuò)誤，D正確；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小和方向是可以改變的，A錯(cuò)誤；合力與分力間一定滿(mǎn)足平行四邊形定則，不是人為造成的，故B錯(cuò)誤．]
2．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套(如圖所示)．實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，并互成角度地拉橡皮條．某同學(xué)認(rèn)為在此過(guò)程中必須注意以下幾項(xiàng)：
A．兩根細(xì)繩必須等長(zhǎng)
B．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上
C．在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平面平行
其中正確的是( )
C [該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩個(gè)分力的效果等效于其合力的效果，不必要求兩分力等大，故B錯(cuò)誤；與兩繩長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；但需使兩分力與合力在同一平面內(nèi)，故C正確．]
3．某同學(xué)做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要步驟有：
A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；
B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；
C．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
D．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；
E．只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′的圖示；
F．比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論．
上述步驟中：
(1)有重要遺漏的步驟的序號(hào)是________和________；
(2)遺漏的內(nèi)容分別是__________和_____________．
[解析](1)根據(jù)“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)程可知，有重要遺漏的步驟的序號(hào)是C、E.
(2)在C中未記下兩條細(xì)繩的方向，E中未說(shuō)明是否把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O.
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