探究活动七 用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系-【实验探究报告】2022高中必修第一册物理

实验目的 1.知识与技能 (1)知道力的作用是相互的,知道作用力和反作用力的概念. (2)理解牛顿第三定律的确切含义,会用它解决有关问题. (3)会区分平衡力与作用力和反作用力. 2.过程与方法 (1)观察生活中力的相互作用现象,思考力的相互作用的规律. (2)通过实验探究力的相互作用规律. (3)鼓励学生动手操作、大胆质疑、勇于探索,提高学生自信心并养成科学思 维习惯. 3.情感态度与价值观 (1)经历观察、实验、探究等学习活动,培养实事求是的科学态度. (2)通过研究性学习,获得成功的喜悦,培养学好物理的信心. (3)培养与人合作的团队精神. 重点难点 ▶ 重点 1.知道力的作用是相互的,掌握作用力和反作用力. 2.掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题. 3.区别平衡力与作用力和反作用力. ·83· 探究活动七 ▶ 难点 区别平衡力与作用力和反作用力. 实验准备 作用力和反作用力: 两个物体间相互作用的这一对方向相反的力,叫做作用力和反作用力. 注意相互作用力与平衡力之间的区分: 1.受力物体不同:作用力和反作用力作用在两个相互作用的物体上,平衡力 作用在同一物体上. 2.相互依赖关系不同:作用力和反作用力同时产生,同时消失,不能单独存 在.平衡力之间无依赖关系,两个力可单独存在. 3.叠加性不同:因为作用在不同物体上,作用力和反作用力的效果不能相互 抵消,不可叠加,不可求合力.而平衡力的作用效果可以抵消,可以叠加,可以求 合力,合力为零. 4.力的性质不同:作用力和反作用力一定是同种性质的力,如弹力的反作用 力一定是弹力,摩擦力的反作用力一定是摩擦力.而平衡力可以是同种性质的 力,也可以不是同种性质的力.例如拉力和摩擦力相互平衡;重力和支持力相互 平衡. 参考器材 两根条形磁铁、两个小车、弹簧测力计两个、木块、砝码(约500 g). 实验过程与结论 实验一:磁铁间的相互作用力 1.将两根条形磁铁固定两个小车上,让它们同极彼此接近但不接触,用两手 分别按住它们以保持静止. 2.两手同时放开,观察发生的现象. ·93· 3.重新让它们彼此接近,但这次让它们异极相对但不接触,重复上面的实验 步骤.你能看到什么现象? 注意事项:小车和磁铁之间要固定好,桌面尽量光滑. 实验结论 观察到的现象是: 这说明: 实验二:定量研究作用力和反作用力之间的关系 1.把A、B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定(可以请另一个同学 拉住),用手拉弹簧测力计 A,拉力由小到大,观测两个弹簧测力计的示数变化 情况. 2.如下图所示,在木块上加500 g左右的砝码,弹簧测力计B与木块连接, 弹簧测力计A与测力计B相连接,两个同学分工,一个同学专门负责读取弹簧 测力计B的读数,另一个同学专门负责拉动弹簧测力计A,使木块运动,并且负 责读取A的示数.两个同学约定,同时读出声,比较两个弹簧测力计的示数是否 相同. 现象与结论 1.以B为受力物体,则A为 物体,B受力的方向 ;以A为 ·04· 探究活动七 受力物体,则B为 物体,A受力的方向 . 2.拉力逐渐增大的过程中,两个弹簧测力计的示数变化情况是: 3.当物体运动过程中,两个弹簧测力计的示数情况是: 4.总结以上实验现象,你可以归纳出作用力与反作用力之间的关系吗? 巩固练习 1.关于两个物体间的作用力和反作用力,下列说法正确的是 ( ) A.有作用力才有反作用力,因此先有作用力后产生反作用力 B.只有两个物体处于平衡状态中,作用力和反作用力才大小相等 C.作用力和反作用力只存在于相互接触的两个物体之间 D.作用力和反作用力的性质一定相同 2.关于作用力和反作用力,下列说法正确的是 ( ) A.一对作用力和反作用力性质相同,总是同时产生,同时变化,同时消失 B.某物体若只受一个力的作用,说明可以只有作用力,而没有反作用力 C.凡是大小相等、方向相反、作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力 和反作用力 D.一对作用力和反作用力的合力为零 3.(多选)如图所示,水平力F 把一个物体紧压在竖直的墙壁 上静止不动,下列说法中正确的是 ( ) A.作用力F 跟墙壁对物体的压力是一对作用力和反作用力 B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力 C.作用力F 跟物体对墙壁的压力是一对作用力和反作用力 ·14· D.物体对墙壁的压力跟墙壁对物体的压力是一对作用力和反作用力 4.以卵击石,鸡蛋破碎,下列说法正确的是 ( ) A.鸡蛋对石头的力小于石头对鸡蛋的力 B.鸡蛋对石头的力大于石头对鸡蛋的力 C.鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力平衡 D.鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力性质相同 5.(多选)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证