(教案)第4章 第1节 第2课时 实验：探究两个互成角度的力的合成规律-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册(鲁科版2019)

第2课时　实验：探究两个互成角度的力的合成规律 学业要求＋核心素养 1．明确实验原理，知道实验所需的器材，了解实验操作方法，熟悉基本步骤。(物理观念) 2．通过具体数据分析，体会力的图示在实验中的应用，验证平行四边形定则。(科学探究) 3．掌握实验中误差产生的原因及减小误差的方法。(科学思维) 【思考交流】 1．力是矢量，实验中怎样明确描述作用力？ 提示：描述力的大小和方向。 2．实验中每个力的大小怎样获取？ 提示：通过读取实验中每个弹簧测力计的示数来获取。 3．实验中怎样记录力的方向？ 提示：细绳套的方向即为力的方向。 4．怎样使一个力F的作用效果与两个力F1、F2一起共同作用的效果相同？ 提示：两次实验中橡皮筋应伸长到同一位置才能保证作用效果完全相同。 5．互成角度的两个力的合成满足平行四边形定则。用表示两个分力的有向线段为邻边作平行四边形，这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。 【预习探究】 互成角度的两个共点力合成时合力与分力满足什么关系？ 提示：平行四边形定则。两个分力是平行四边形的邻边，合力是平行四边形的对角线。 【实验提醒】 1．合力与分力作用效果相同的标志是橡皮筋伸长到同一个位置。 2．根据弹簧测力计的读数和细绳套的方向可以确定力的大小和方向。 结合教材提供的实验装置，请讨论： (1)实验中提供的木板主要起到什么作用？ 提示：在长木板上用图钉固定一张纸，在纸上用图钉固定橡皮条的一端。 (2)实验中弹簧测力计及细绳套主要起到什么作用？ 提示：记录力的大小和方向。 (3)实验结束后怎样处理实验数据？ 提示：选定标度，作出力F1、F2、F的图示。 【实验器材】 方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔、橡皮条、细绳(两根)等。 【实验步骤】 1．在桌上平放一块方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上。 2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端挂上两条细绳，细绳的另一端各系上绳套。 3．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，如图甲所示。 甲　　　乙　　丙 4．用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧测力计的示数F1、F2。(在使用弹簧测力计的时候，要注意使弹簧测力计与木板平面平行) 5．只用一个弹簧测力计拉橡皮条时，应把橡皮条的结点拉到什么位置？做哪些记录？ 提示：通过细绳把橡皮条的结点拉到同一个位置点O，如题图乙所示，读出并记录弹簧测力计的示数F′，记下细绳的方向。 6．取下白纸，用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示，再按同一标度作出只用一个弹簧测力计时的拉力F′的图示。 7．以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线F，如图丙所示。 8．比较F′与合力F的大小和方向。 9．怎样确定平行四边形定则的正确性？ 提示：F′和合力F在误差允许范围内重合，说明两个力合成时，用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则平行四边形的对角线所代表的力就是合力。 【注意事项】 1．两个弹簧测力计在使用前应校正零点，并检查量程和最小刻度单位。 2．使用弹簧测力计时应使其与板面平行，拉力的方向沿弹簧的轴线方向。 3．读数时视线要正对弹簧测力计刻度板，同时要注意估读到最小刻度的下一位。 4．橡皮条的结点要小一些，细绳(套)要长一些。 5．实验中两个弹簧测力计间的夹角是越大越好吗？ 提示：用两个弹簧测力计时，两拉力的夹角应适当大些，但不是越大越好。 6．实验中两个弹簧测力计的拉力越大越好吗？ 提示：在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，但不是越大越好。 7．在同一次实验中，橡皮条拉长后的结点O的位置必须保持不变。 8．作力的合成图时，要使用刻度尺和圆规作图，且应尽量将图画得大一些，但也不要太大而画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。 1．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图所示)。实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是(　　) A．两根细绳必须等长 B．橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上 C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行 D．用两个弹簧测力计拉绳套时，两测力计示数要保持相同 C　解析：在本实验中细绳只记录作用力的方向，两绳不必等长；两力合成时，其合力方向不一定在两分力夹角的角平分线上，因此，不必使橡皮条与两绳夹角的角平分线在同一直线上，实验时弹簧测力计应与木