高中物理 第三章 相互作用 3.4 力的合成 探究合力與分力的關(guān)系素材 新人教版必修1(2021年最新整理)

1、高中物理 第三章 相互作用 3.4 力的合成 探究合力與分力的關(guān)系素材 新人教版必修1高中物理 第三章 相互作用 3.4 力的合成 探究合力與分力的關(guān)系素材 新人教版必修1 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理 第三章 相互作用 3.4 力的合成 探究合力與分力的關(guān)系素材 新人教版必修1）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠(chéng)的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最

2、后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為高中物理 第三章 相互作用 3.4 力的合成 探究合力與分力的關(guān)系素材 新人教版必修1的全部?jī)?nèi)容。第 5 頁(yè) 共 5 頁(yè)探究合力與分力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究之可能性新課程把“探究式學(xué)習(xí)提高到非常高的高度，甚至有人認(rèn)為這是物理學(xué)習(xí)的唯一正確的方式.于是新教材上把原來的一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改成了探究性實(shí)驗(yàn)，目標(biāo)自然是要讓學(xué)生去探究，從中體驗(yàn)科學(xué)探索的樂趣，繼而激發(fā)興趣，學(xué)習(xí)方法，提高能力，形成科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)科學(xué)精神，云云。探究性實(shí)驗(yàn)真的有如此功效嗎？我們以“探究分力與合力的關(guān)系”為例，來討論一下這個(gè)問題。實(shí)證精神，是科學(xué)精神最重要的方面之一。物理學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，注重實(shí)驗(yàn)依據(jù)，正是

3、這種實(shí)證精神的具體體現(xiàn)。所謂實(shí)驗(yàn)可以推翻理論，而理論永遠(yuǎn)不可能推翻實(shí)驗(yàn),是也?？梢娢锢韺?shí)驗(yàn)在物理學(xué)中不可撼動(dòng)的地位。經(jīng)典物理學(xué)以其嚴(yán)格、精確而被稱道。物理實(shí)驗(yàn)以嚴(yán)密、準(zhǔn)確作為其追求的目標(biāo)，從現(xiàn)象到理論，必須具備邏輯上的嚴(yán)密；從數(shù)據(jù)到結(jié)論，必須具備數(shù)學(xué)上的準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)不可避免地帶來誤差，誤差的存在肯定會(huì)有損于物理學(xué)的嚴(yán)密性和準(zhǔn)確性.所以，物理學(xué)的發(fā)展在某種程度上依賴于實(shí)驗(yàn)儀器的精密度，物理學(xué)的進(jìn)步也與實(shí)驗(yàn)技術(shù)的提高密切相關(guān)。中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的器材一般都是比較簡(jiǎn)單，精度也很低，實(shí)驗(yàn)誤差較大也就不可避免。利用這樣器材,是否能夠通過“實(shí)驗(yàn)探究”來得出正確的結(jié)論,并讓學(xué)生體驗(yàn)到物理學(xué)追求嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確的實(shí)證精神，我

4、看未必。比如學(xué)生在進(jìn)行“探究分力與合力關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，教材上提示學(xué)生“用虛線把合力的箭頭端分別與兩個(gè)分力的箭頭端連接起來看看。意思是學(xué)生這樣一連，或許就能看到一個(gè)平行四邊形，從而得出結(jié)論.實(shí)際上，不論學(xué)生多么認(rèn)真仔細(xì)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們都不可能得到一個(gè)嚴(yán)格的平行四邊形。當(dāng)然，雖然每次都不是平行四邊形，學(xué)生仍然就會(huì)很容易地得出平行四邊形定則。原因之一是他們已經(jīng)從書上看到了平行四邊形定則的內(nèi)容，知道這個(gè)結(jié)論（所以實(shí)際上并不是真正的探究）；原因之二是學(xué)生知道，凡實(shí)驗(yàn)都是有誤差的，所以他們知道對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不能太苛刻的，只要有點(diǎn)象平行四邊形就行了。但這是很成問題的,為什么每次都不是平行四邊形，還能夠得出“平行

5、四邊形定則”這樣的結(jié)論，這難道是一句“因?yàn)檎`差”就可以蒙混過去的嗎？如果對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差統(tǒng)統(tǒng)用“因?yàn)檎`差”來搪塞，那物理學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)和準(zhǔn)確又體現(xiàn)在哪里？經(jīng)典物理學(xué)的嚴(yán)格、精確的最大特色（即后人認(rèn)為的機(jī)械論特色)體現(xiàn)在哪里？實(shí)證精神體現(xiàn)在哪里？（有極端者認(rèn)為，物理理論永遠(yuǎn)不能用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，原因也在于此吧.）實(shí)際上，物理學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的要求是非?？量痰模辉试S有半點(diǎn)含糊。如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差都用“因?yàn)檎`差”四個(gè)字來搪塞，物理學(xué)也不會(huì)有今天的發(fā)展。物理學(xué)上很多重要的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展,都是源于對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的極小偏差的追究（比如開普勒否定行星圓軌道而提出橢圓軌道、水星進(jìn)動(dòng)的研究和相對(duì)論理論的被認(rèn)可)。其實(shí)，物理實(shí)

6、驗(yàn)的誤差與物理學(xué)的嚴(yán)密、準(zhǔn)確并不矛盾,有誤差只是不精確,不等于不準(zhǔn)確.在有誤差的情況下追求準(zhǔn)確，就必須通過誤差分析。在“探究分力與合力關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，理想的結(jié)論就是分力與合力的矢量圖是一個(gè)平行四邊形,如下圖。但哪怕再精密的儀器,都存在誤差，都不能得到上面這個(gè)圖.因?yàn)閷?shí)際測(cè)得的分力，合力的大小、方向都不是真實(shí)值.下面我們假設(shè)力的測(cè)量只存在大小上的誤差，來對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析。實(shí)驗(yàn)有誤差，也就是我們通過測(cè)量，只能得到一個(gè)真實(shí)值的范圍。通過多次測(cè)量,可以確定實(shí)驗(yàn)中可能存在的誤差的大?。ㄟ@個(gè)受限于實(shí)驗(yàn)儀器和操作者的技術(shù))，據(jù)此，我們可以確定真實(shí)值的可能范圍.如下圖所示,假設(shè)f1、f2為分力的測(cè)量值，根

7、據(jù)可能存在的誤差，可確定f1的真實(shí)值就是在f1、f1之間，f2的真實(shí)值就是在f2、f2之間.然后分別以f1和f2、f1和f2、f1和f2、f1和f2為鄰力，可以作出四個(gè)平行四邊形，這樣得到一個(gè)理論上合力測(cè)量值的范圍:合力f的箭頭末端應(yīng)該在下圖右上角的黃色區(qū)域內(nèi)?？紤]到合力的測(cè)量也同樣存在誤差，這個(gè)范圍還要進(jìn)一步擴(kuò)大但最終我們總能確定這個(gè)合力測(cè)量值的范圍。如果我們測(cè)得的合力在這個(gè)范圍之內(nèi)，就證明平行四邊形定則是成立的，如果我們測(cè)得的合力在這個(gè)范圍之外，就說明平行四邊形定則不成立.更嚴(yán)格的分析，還要考慮每次測(cè)得的合力的分布情況。如果進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果在上述區(qū)域內(nèi)呈正態(tài)分布，則說明平行四邊形

8、定則成立；如果不是正態(tài)分布，則有兩種可能，一是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差，二是平行四邊形定則不成立。這就是為什么要通過多次測(cè)量去驗(yàn)證一個(gè)物理規(guī)律的原因。當(dāng)然，作為高中階段,不可能要求學(xué)生進(jìn)行如此嚴(yán)格的誤差分析(以上只是泛泛而談,真正進(jìn)行誤差分析，計(jì)算量很大，并在數(shù)學(xué)上有很高的要求）。但不進(jìn)行這樣的誤差分析,物理學(xué)的嚴(yán)密性和準(zhǔn)確性就得不到體現(xiàn)，所謂忠實(shí)于事實(shí)的實(shí)證精神也無從體現(xiàn)。在不進(jìn)行誤差分析的情況下，要“讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程”，并從中體驗(yàn)物理學(xué)的嚴(yán)密性,體驗(yàn)追求實(shí)證的科學(xué)精神，我看實(shí)在是不可能的。讓高中生進(jìn)行嚴(yán)格的誤差分析，又實(shí)在是不太現(xiàn)實(shí)的。這種情況下，硬是要把物理學(xué)習(xí)搞成一種探究，那也只能是走走過場(chǎng)、做