人教版高中物理必修一3.实验:探究求合力的方法
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实验:探究两个互成角度的力的合
1.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某小组利用如图所示的装置完成实验,橡皮条的一端C固定在木板上,用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点。则下列叙述正确的是 ( )
A.该实验中CO的拉力是合力,AO和BO的拉力是分力
B.两次操作不需要将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
C.实验中AO和BO的夹角应尽可能大
D.在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤的刻度线
【解析】选D。AO和BO的拉力与CO的拉力的合力为零,它们之间不是合力与分力的关系,A错误;实验中两次拉伸橡皮条,注意将橡皮条和绳的结点拉到相同位置,以保证两次操作中CO的拉力是相同的,B错误;实验中AO和BO的夹角不宜太大也不宜太小,C错误;弹簧秤与木板平行以保证合力与分力在同一平面内,正对弹簧秤的刻度线读数可以减小偶然误差,D正确。
【补偿训练】
(2018·天津高考)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5 N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。
(1)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有________。
A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同
C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度
D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力
(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如图所示。其中对于提高实验精度最有利的是________。
【解析】(1)为了使实验结果更具有普遍性,在实验过程中不应让橡皮条的拉力方向具有特殊的角度或位置,A错误;只要这一次实验时用一个力和用两个力拉的效果相同即可,即O点位置相同,不需要再次重复实验时的O点位置必须相同,B正确;使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度,C正确;合力可以大于任一个分力,也可以等于分力,还可以小于任一分力,D错误。
《力的合成》的教学设计
【学习者分析】
①.本人所在学校属于省级示范学校,学生在初中就已经进行了很长时间的探究体验,因此他们有探究的基础,优点是思维活跃,善于观察、总结、提出并回答问题,不过还存在“眼高手低”的问题及实验器材问题。
②.新课程改革打破了以前的应试教育模式,教育教学过程中师生地位平等,充分贯彻以学生为本,坚持学生的主体地位,教师的主导地位。
3.本节课是一节科学探究课,呈现在学生面前的是现象,是问题,积极引导学生探究。
探究式教学重视的是探究的过程和方法而不是结论,探究过程是产生创造思维的温床,过于重视结果可能会导致丧失探究热情,扼杀学生探究的欲望
【教材分析】
本节课是探究矢量运算的普遍法则──平行四边形定则。这个定则是矢量运算的工具,掌握好这个定则是学好高中物理的基础.本章是高中力学的基础知识,如何从代数运算过渡到矢量运算是本节的难点。同时,平行四边形定则的探究过程,对培养学生科学的探究精神也有很重要的作用。
教科书用简单的语言和一幅卡通图引入了合力和分力的概念及等效代替的物理思想。通过生活中的实例“提水”说明合力与分力是等效代替的关系。比较直观,学生也容易接受。将求合力的方法──平行四边形定则,由旧教材的验证实验改成新教材的探究实验,说明新教材更注重知识的形成过程。教材中对于“平行四边形定则”的得出是希望学生自己动手设计出实验方案,以探究的方式去寻找分力与其合力的关系,最终发现结论。让学生在探究过程中掌握知识,培养能力,领悟科学研究的魅力,并学会互相交流合作。在探究实验之前,教科书上设置了“思考与讨论”栏目,让学生思考猜想,也体现了科学猜想在科研中的重要性。为了降低探究的难度,书中写出了探究时要注意的4个问题,以及“建议用虚线把合力的箭头端分别与两分力的箭头端连接”等提示性的话语帮学生突破思维的障碍。在得出矢量的合成法则──平行四边形定则后,教科书又设计了简单的例题让学生练习尝试使用“平行四边形定则”去求合力。随后又点明了多力合成的办法和思路,可以进一步加深学生对“等效替代”的理解。紧接着又通过“思考与讨论”栏目让学生知道合力与原来两分力夹角的关系,还将初中的“同一直线上二力的合成”情景也包含了进去,让学生认识到“同一直线上二力的合成”只是“平行四边形定则”的特殊情形。最后教材通过生活中的插图说明了共点力的概念及平行四边形定则的适用条件。
1 力的合成与分解
一、课标要求
1.知道合力和分力的概念,体会等效替换的思想
2.通过探究实验,得出力的合成与分解遵从的法则—平行四边形定则
二、教学内容分析
力的合成与分解是人教版必修1第三章第四节的内容,它在本章中占有重要的地位。本章教材通过分析生活中的大量实际问题,让学生初步理解并掌握力的矢量性和解决矢量问题的平行四边行定则,在此基础上教材在力的合成与分解这一节中采用“探究性”实验教学。教材让学生通过“猜想与假设、进行试验、总结归纳、得出结论”的探究过程,进一步培养了学生的实验探究能力,以及学习物理的兴趣。通过本节课的学习学生能掌握平行四边形定则,为牛顿第二定律的应用乃至整个高中物理的学习奠定基础。所以本节内容具有基础性以及预备性。
三、学情分析
1、学生通过前面知识的学习,已对力的基本概念、力学中三种常见的力、合力与分力的等效替代关系有了一定的认识,形成力一定的知识结构,为本节课的探究学习奠定了基础。
2、学生对矢量的知识已有一定的了解,只要教师引导得当,注重分析贴近学生生活的实际问题,学生就能较为容易的掌握本节内容。
3、在前面自由落体运动等知识的学习过程中,学生已接触过实验探究的过程,学生具备基本的探究能力。如正确引导学生,学生便能通过实验探究,很好的掌握本节内容,同时使得各方面的能力有所提高,并激发对物理的学习兴趣。
四、 教学目标分析
按教学内容和学情的分析确定如下教学目标
必备知识与关键能力
1.理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。
2.理解合力与分力的关系是作用效果上的等效替代。
3.掌握平行四边形定则的含义和使用方法,会用它求两个分力的合力。
4.通过平行四边形定则进一步理解合力与分力的大小关系。
学科素养 1.通过合力与分力概念的建立过程,体会物理学中常用的研究方法——等效替代法。
2.通过探究求互成角度的两个力合力方法的过程,向学生渗透科学研究的基本过程。
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2023人教版带答案高中物理必修一第三章相互作用力微公式版易混淆知识点
单选题
1、如图所示,A物体沿竖直墙自由下滑,B、C、D
物体均静止,各接触面均粗糙,下列说法正确的是( )
A.A
物体受到一个力作用B.B
物体受到四个力作用
C.C
物体受到两个力作用D.D
物体受到三个力作用
答案:A
A.A物体沿竖直墙自由下滑,只受到重力作用,故A正确;
B.B物体静止,受到重力、弹力和摩擦力三个力的作用,故B错误;
C.C物体静止,受到重力、沿绳方向的两条绳子张力三个力的作用,故C错误;
D.D物体静止,物体受到重力、绳子的张力、地面的支持力和摩擦力四个力的作用,故D错误。
故选A。
2、在“探究求合力的方法”的实验中,下列说法正确的是( )
2
A.实验中不需要记录结点O
的位置
B.为减小误差,弹簧测力计必须与木板平行
C.图乙中F
的方向一定沿橡皮筋的方向
D.实验中只需要记录两弹簧测力计的示数
答案:B
A.实验中要使每次合力与两个分力产生相同的效果,必须每次将橡皮筋拉到同样的位置,从而确保每次橡皮筋
产生拉力的大小和方向都相同,所以实验中需要记录结点O
的位置,故A错误;
B.为减小误差,弹簧测力计必须与木板平行,故B正确;
C.图乙中F
是通过平行四边形定则得出的合力的理论值,而F
′是用一只弹簧测力计拉橡皮筋时所作拉力的图示,
F
′的方向一定沿橡皮筋的方向,考虑到实验存在误差,F
的方向不一定沿橡皮筋的方向,故C错误;
D.实验中不仅需要记录两弹簧测力计的示数,还需要记录细绳套的方向,从而确定力的大小和方向,故D错误。
故选B。
3、如图所示,俄国寓言故事《天鹅、大虾和梭鱼》中说:“有一次,天鹅、大虾和梭鱼,想把一辆大车拖着跑,
他们都给自己上了套,拼命地拉呀拉呀,大车却一动也不动了。”下列对这段话理解正确的是( )
A.因为大车太重了,所以不动
B.因为天鹅、大虾和梭鱼的力气太小了,所以拉不动大车