《物理（醫(yī)藥衛(wèi)生類）》教案 高職 2.2探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

第二章牛頓運動定律教案名稱：學生實驗：探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律教學目標：1.通過實驗，理解合力、分力、力的合成、力的分解等概念，掌握力的平行四邊形定則；（觀念形成）2.探究分力與合力的關(guān)系，加強對等效替代法的理解與運用；（思維培養(yǎng)）3.經(jīng)歷實驗探究過程，培養(yǎng)學生操作能力，基于測量進行規(guī)律探索，提升歸納總結(jié)能力；（能力提升）4.培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，激發(fā)探索與創(chuàng)新的意識。（科學態(tài)度與責任）教學準備：實驗器材：木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細繩、彈簧測力計兩個、三角板、刻度尺、鉛筆多媒體材料：PPT課件。教學過程：一、實驗預備情境創(chuàng)設(shè)：如果留心觀察生活的話，你會發(fā)現(xiàn)一到大晴天就會出現(xiàn)許多被“綁架”的玩偶，當然這是一種夸張調(diào)侃的說法，其實就是各種可愛的玩偶被多種神奇的方式晾曬。通過觀察對比你也會發(fā)現(xiàn)，相同的娃娃也會出現(xiàn)不同的懸掛方式。強調(diào)兩種不同情境中曬玩偶的圖片，提問學生玩偶的受力情況以及為何其保持靜止，進而引申出合力與分力的概念。 對情景1中的玩偶進行受力分析，可以發(fā)現(xiàn)它受到兩個斜向上的拉力和豎直向下的重力，此時衣服保持靜止。對情境2中的玩偶進行受力分析，可以發(fā)現(xiàn)它受到一個豎直向上的拉力和一個豎直向下的重力。但由于玩偶始終靜止在空中所以，可以認為情境1中豎直向上的支持力的作用效果與情境2中兩個斜向上拉力的作用效果相同。如果一個力F單獨作用的效果跟某幾個力共同作用的效果相同，我們就將力F稱為這幾個力的合力，這幾個力稱為力F的分力。求幾個已知力的合力F的過程，稱為力的合成。所以情境1中的力為分力，情境2中的力為合力。探究方案與設(shè)計：互成角度的兩個力F1、F2與另外一個力F′產(chǎn)生相同的效果，用平行四邊形畫出F1、F2的合力F，判斷F與F′在實驗誤差允許范圍內(nèi)是否相同。二、學生實驗實驗步驟：1.實驗準備：用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上，用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端有兩個細繩套。2.分力的確定：用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O，如圖1所示。用鉛筆記錄結(jié)點O的位置和兩個細繩套的方向，并記錄彈簧測力計的讀數(shù)。圖1分力的確定3.實際合力F′的確定：只用一個彈簧測力計，通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到與前面相同的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)F′和細繩的方向。4.改變兩個彈簧測力計拉力的大小和方向，再重復實驗兩次。數(shù)據(jù)記錄與處理：利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則利用作圖找到合力F，利用相同的標度作出拉力F'的圖示，如圖2所示。比較F與F'是否完全重合，總結(jié)兩個互成角度的力的合成規(guī)律。圖2理論與實際的合力對比三、交流與評價討論交流：1.結(jié)果與分析：經(jīng)過實驗探究，互成角度的兩個力的合成遵循什么規(guī)律?2.交流與討論（1）為什么兩次都要將橡皮條的結(jié)點拉到同一個位置O？這體現(xiàn)了什么科學方法？（2）彈簧測力計的使用需要注意哪些事項？（可以從調(diào)零、讀數(shù)、量程等角度展開分析）（3）用兩個彈簧測力計勾住細繩套互成角度地拉橡皮條時，夾角多大為宜?（4）分析產(chǎn)生誤差的原因并提出減小實驗誤差的建議。3.實驗方案優(yōu)化根據(jù)所學知識，你能否設(shè)計比本實驗方案更優(yōu)化的實驗方案？拓展延伸：（2022·遼寧·模擬預測）某同學用圖甲所示裝置做“探究求合力的方法”實驗。其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩。（1）要減小實驗誤差，下列措施可行的是（）A．兩個分力F1、F2的大小要適當大些B．兩個分力F1、F2間的夾角要盡量大些C．拉橡皮筋的細繩要細些且要稍短一些D．標記細繩方向的點要盡量離結(jié)點近些（2）若實驗中彈簧測力計的量程均為5N，某次實驗用兩個彈簧測力計拉橡皮筋時，兩個繩套間的夾角為60°，兩彈簧測力計的示數(shù)恰好均如圖乙所示，彈簧測力計的示數(shù)為________N，你認為這次操作____________（填“合適”或“不合適”），原因是______________________________________________。（3）某次實驗的結(jié)果如圖丙所示，這次實驗F1、F2剛好垂直，若在圖丙所示的