验证力的平行四边形定则实验课教学设计
验证力的平行四边形定则实验课教学设计
（一）课标要求
经历力的合成方法--平行四边形定则的实验研究过程，了解力的合成规律，体验实验课在发现自然规律中的作用。
（二）教学情况分析
1、教学对象分析
考虑到广东省编教材的特点，结合本校学生的学习具体情况，基本上沿教材和实验册的线索展开对力的平行四边形定则的实验探究学习。探究式教学特别注重让学生经历探索问题的全过程,从中获得体验,培养学生科学素养，本设计从日常现象贴入,设置情景,引导学生围绕问题制定计划,设计方案进行实验,在收集数据并分析的基础上,提出假设并验证,形成结论,最后通过集体交流评估,不断完善方案,实现知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观三维目标。
2、教学内容分析
（三）教学目标
1.知道实验的目的和原理.
2.知道实验所需器材.
3.掌握实验的正确步骤.
4.能通过分析实验结果得出结论.
5.知道实验误差的主要来源.
6.培养学生动手能力和科学的实验态度.
（四）教学重点、难点
重点：实验原理及实验步骤.
难点：误差来源分析.
(五)教学方法
讲授法、学生分组实验.
（六）教学媒体
1、教师教学教具
笔记本电脑、投影仪、CAI课件.
2、学生的学具
方木板一块、白纸若干张、图钉几个、橡皮条一根、细绳几段、弹簧秤两个、作图工具一套。
（七）教学过程
一、指导思想
普通高中物理课程标准提出:物理课程应促进学生自主学习,让学生积极参与,乐于探究,勇于实践,勤于思考,培养其科学探究能力。本设计正是从日常生活中的问题入手,设置悬念,激活学生思维,引导他们发现并提出问题,经历科学探究的全过程,获得体验,猜想并验证力的合成法则----平行四边形定则,并运用其解决课前设置的问题,从生活走向物理,从物理走向社会,提高学生的科学素养"。
二、科学探究
（1）引入新课:三加四等于七大家都知道,那么,若一个物体同时受到作用于其上同一点的3牛和4牛的力,从效果上看,是否相当于对物体施加一个7牛的力呢?即三“加”四等于七吗?这两个问题有什么区别呢?经过本节课的探索大家就明白了"。
大屏幕展示:①两个同学共提一桶水,两人手臂间夹角大些省力?还是小些省力?②河岸边两队纤夫正沿河两岸拉纤。③一条水平绷直的钢丝,杂技演员一站上去,钢丝变弯到一定程度。然后,引导学生了解合力与分力及其等效性!力的合成概念,并提出探讨的核心问题:合力与分力有什么关系呢?
[说明:通过现象及问题的呈现,使学生感受到物理知识就在身边,产生对物理学的亲和感,萌发好奇心,激活思维,产生急于探究的冲动,这是科学探究活动自主顺利进行的良好开端"。]
（2）、制定计划、设计实验
以两个共点力合成为例,组织学生集体讨论,学生依据已有的知识，经验,自主思考,合作交流，主要解决以下问题:(见表1)
|
问题 |
学生方案 |
|
实验目的 |
探究合力大小方向与分力大小方向间的关系 |
|
合力与分力共同产生的效果相同应该怎样实现？ |
1、使物体两次发生相同的形变，选定物体为橡皮条。 |
|
力的大小怎样知道？ |
用测力计去测或借助相同质量的砝码或勾码去拉。 |
|
力的方向如何确定？ |
记下力的作用线即可（橡皮条上拴有细绳套）。 |
|
实验需要哪些器材？ |
各组所需器材不同详见表2 |
[说明:应引导学生围绕实验目的设计方案,明确待测量,选择器材,设计操作步骤。使学生体会解决此类问题的基本思路和方法,提高学生自主设计，制定方案的能力。]
（3）、分组实验收集数据
根据学生设计的三种不同方案(见表2),分三个大组,每个大组又分若干个小组,进行操作测量,学生设计表格,记录实验结果,教师应引导学生分工协作。
[说明:三组设计大同小异,各有其优缺点,但具有互补性。对于学生设计方案的热情和信心及时给予鼓励,即使方案有缺陷或不完善,也绝不能简单地将其统一为某标准模式或方式,否则可能会挫伤学生的积极性和自信心。科学探究中应特别注意保护学生的求新、求异的创造热情。]
|
分组 |
A组用弹簧秤拉橡皮条 |
B组用重物拉橡皮条 |
C组用力的合成演示器 |
|
实验器材 |
方木板一块、白纸若干张、图钉几个、橡皮条一根、细绳几段、弹簧秤两个、作图工具一套 |
木板、定滑轮（2个）、橡皮条一根、细绳几段、小勾码几个、作图工具一套 |
力的合成演示器一个、刻度尺、量角器 |
|
实验步骤 |
1.用图钉把白纸钉在放于水平桌面的方木板上. |
1.组装装置" 2.拴两组重物跨过滑轮同时互成90°角拉橡皮条,使其伸长到A点,记下A点位置!两组重物的数量及力的方向。 3.换用另外一组重物拉到A点,记下重物数量及力的方向。 4.改变夹角为120°两组重物数量相同,重复实验 |
1.选择合成装置 2.按照演示器说明书进行实验。 3.探索合力大小随夹角改变的规律 |
（4）、大胆猜想谨慎验证
根据实验收集的数据,学生经分析初步发现:力的合成并不是将两个力简单相加,合力可能比任何一个分力都小,合力的方向一般也与两个分力的方向不同"但要直观地发现它们满足平行四边形还很不容易,这时应引导学生以某组数据为例,在同一点分别做出两个分力及其合力的力的图示,鼓励学生科学探究需大胆猜想,小心验证分析并猜想得到平行四边形定则,并用其它几组数据进行验证"。
[说明:猜想尽管带有一定想象!推测成分,具有偶然性,但它是学生依据客观事实和科学理论进行思辨的结果,是创造思维的表现,也是科学家科学研究中产生的新的想法,新的发现途径之一。课堂上应结合多媒体动画,向学生形象展示,启迪学生思维,做出猜想并验证,使学生了解猜想在科学探究中的重要意义。]
（5）、交流评估，形成结论
在猜想得到验证的基础上,A.B.C三组同学间互相交流各自用不同方案得出的结果,概括总结出平行四边形定则,形成结论。然后分析各组实验设计及操作的优缺点,提出改进方法,进一步完善方案。在了解矢量与标量的区别后,明确平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则。
（6）、针对方案一进行系统讲解并进行误差分析
本实验中A组用的方案是教材中给出的，也是高考考纲要求的必修实验，应该作为重点来讲解。
1、CAI课件模拟本实验的物理情景进行回顾总结
2、介绍实验原理
结点受三个力作用处于平衡状态，则F1与F2之合力必与橡皮条拉力
平衡，改用一个拉力F使结点仍到O点，则F必与F1和F2的合力等效，
以F1和F2为邻边作平行四边形求出合力F′。比较F与F′的大小和方
向，验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则。
3、实验中误差的主要来源：
①弹簧秤本身的误差
②读数误差.
③操作不当
④作图误差
为了减少误差，实验时要注意：
a.正确选取弹簧秤.先将弹簧秤调零，再将两只弹簧秤钩好后对拉，若
两秤在拉的过程中，读数相同，则可选；若不同，应另选，直至相
同为止。
b.拉动时，弹簧秤应保持与木板平行，在不超过弹性限度的条件下，
应使拉力尽量大一些。
c.实验中两分力F1和F2的夹角不要取的太大。
d.在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同。
e.读数时要正视，按有效数字正确读数和记录。
f.作图时，应选定恰当的标度，尽量把图画大些，但也不能画出纸外，
要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。
h.由作图法得到的F和测量得到的F′可能不完全符合，但在误差允许
范围内可认为F和F′符合即可。
4、思考题
在完成本方案实验时，除了供给各个必要的器材外，只给了一个弹簧秤，能否做好本实验？如能，请说明如何操作？
参考答案：
可以.用一个弹簧秤先后分别测定每一个分力的大小.
具体办法：设两个分力中一个处于白纸的左侧，另一个处于右侧，
先把弹簧秤钩住左侧的细绳套，用一条细绳拉左侧细绳套，在两个
分力作用下，使橡皮条结点到达O点，记下弹簧秤的读数F1及两个
分力的方向.然后再把弹簧秤钩住右侧的细绳套，同样用一条细绳拉
左侧的细绳套，保持细绳套原方向不变，仍使橡皮条结点处于O点，
这样就可以测出另一个分力的大小.
（7）、回归总结
引导学生思考课前大屏幕呈现的问题，先让学生自己运用所学知识认真思考,必要时小组讨论,协商解决,待学生基本完成后,利用多媒体动画,直观清晰地展示出力的合成知识在这些问题中的具体应用。解开这一组谜团后,可让学生思考:实际中物体往往受到多个共点力,怎样求多个共点力的合力呢?鼓励学生课后继续探究。
[说明:通过学生间交流合作,培养集体协作意识,在交流中发现不足并完善方案,培养学生严谨求实的科学态度，在解决了一个问题后,又发现新的问题,使学生感受到科学探究过程就是在不断解决又不断提出问题的过程中逐步深入。既学会了运用多种方案解决问题，又能突出教材与考纲的重点。最后让学生带着问题离开课堂,为其进一步探究留下拓展的空间。]
- 上一篇：包含了26个英文字母的一句简单英语
- 下一篇：练就良好的应试心理
