“實驗：驗證力的平行四邊形定則”教學設計

陳琦 賈玉成 羅小利 張忠岐

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2016）13-0101-02

一 、教學內容

《普通高中課程標準實驗教科書<物理>（人教版必修一）》第三章第四節的學生實驗。

二、教學目標

1.知識與技能

（1）知道并理解力的平行四邊形定則；掌握實驗驗證的基本思路；會對實驗進行誤差分析；

（2）會用力的圖示求兩個共點力的合力。

2.過程與方法

采用實驗探究的方式，通過獨立思考與分組討論，師生共同分析等方式，培養學生設計實驗、動手操作的能力，以及分析、綜合、歸納的能力。

3.情感態度和價值觀

（1）通過實驗探究過程，激發學生的學習興趣，發揮學生的主動性和創造性；

（2）通過實驗，培養學生嚴謹的科學態度，提高學生用科學方法與學科知識解決實際問題的能力；

（3）通過分組實驗，培養學生自主實踐能力，團結協作與交流的精神。

三、教學重點和難點

1.重點：實驗原理；實驗操作過程；實驗數據處理的方法；

2.難點：實驗原理（等效法）的理解和實驗數據處理的方法。

四、教學方法

實驗探究、歸納分析、比較、多媒體演示

五、教具學具

方木板、白紙、彈簧秤（兩個）、橡皮筋，細繩套（兩個）、 刻度尺、三角板、圖釘、細芯鉛筆

六、教學過程

（一）復習提問

1.什么是合力，分力？ 舉例說明。

2.力的平行四邊形定則內容。

學生回答，為下一步的實驗做準備。

（二）實驗過程

1.實驗目的

教師用多媒體PPT課件展示：驗證力的平行四邊形定則，學生明確實驗的目的。

2.實驗原理

多媒體（PPT）展示實驗原理（等效法）：橡皮條一端固定，兩個力F1、F2共同作用使橡皮條另一端點伸長到O，用一個力F作用也使橡皮條伸長到結點O，這一個力F就是前兩個力F1和F2的合力。作出F的圖示，再根據平行四邊形定則作出F1和F2的合力F′的圖示，比較F和F′是否相同。

同時教師在黑板畫出實驗原理圖。重點強調兩次的結點位置相同，及搞清理論值和實驗值，以及理論值和實驗值得到的方法。

3.實驗器材

學生：橡皮條、彈簧秤（兩個），細繩套（兩個）、刻度尺、三角板。（學生可能想不到方木板、白紙及細繩套。教師做適當的提示。）

多媒體（PPT）顯示實驗器材：方木板、白紙、橡皮條、彈簧秤（兩個）、細繩套（兩個）、刻度尺、三角板、圖釘若干、細芯鉛筆。

4.實驗步驟

（1）儀器調整與組裝：彈簧秤在水平狀態下調零。把白紙鋪在木板上，用圖釘把白紙固定在水平桌面的方木板上。

（2）用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套。

（3）用兩只彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到合適的位置O，用鉛筆描下_________及此時______。同時記錄__________。

（4）只用一只彈簧秤鉤住細繩套，把橡皮條的結點拉到________。記下此時彈簧秤的示數_______及_________。

（5）用鉛筆和刻度尺從O點沿兩條細繩方向畫直線，按選定的標度作出這兩只彈簧秤的讀數F1和F2的圖示，以________為鄰邊，用鉛筆及刻度尺作平行四邊形，平行四邊形的對角線即為________的圖示。

（6）用刻度尺按同樣的標度作___________的圖示，比較F′與F的大小和方向。

（7）改變F1、F2的大小和夾角，重復做兩次實驗，得出結論。

請學生完成步驟中的填空，教師同時視頻播放教師實際的試驗過程，再次強化加深學生對步驟的理解。

5.誤差分析

教師：請同學們思考學生思考試驗中哪些做法會造成誤差？分組討論完后，請一名同學回答。

學生：兩次測量拉力時橡皮條的結點沒有拉到同一點，會造成誤差；讀數時應正對、平視刻度，要按有效數字正確讀數；作圖不準確，造成誤差。

教師再補充：使用中彈簧測力計的彈簧和外殼之間，指針與外殼間，會造成誤差；讀數時應正對、平視刻度，要按有效數字正確讀數。

多媒體展示誤差分析：

（1）使用中彈簧測力計的彈簧和外殼之間，指針與外殼間，會造成誤差。

（2）兩次測量拉力時橡皮條的結點沒有拉到同一點，會造成誤差。

（3）讀數時應正對、平視刻度，要按有效數字正確讀數。

（4）作圖不準確，造成誤差。

6.注意事項

（1）同一實驗中兩只彈簧測力計的選取：將兩只彈簧秤調零后互鉤水平對拉，若兩只彈簧秤在對拉過程中，讀數相同則選。

（2）同一次實驗中，使橡皮條拉伸時，結點位置要相同。

（3）使用彈簧測力計時，拉力要適當大一些，但拉伸不能超過其彈性限度。

（4）兩個細繩套的夾角不宜過大，也不宜過小，在600-1000之間為宜。

（5）細繩套應適當長一些，便于確定力的方向。

（6）在同一次實驗中，畫力的圖示，要用相同的標度，要適當的選取標度，并且要嚴格按幾何作圖法求合力，同時還要把力的圖示作得稍大一些。

7.學生開始試驗，教師巡回指導

鑒于學生動手能力差，教師要適時指導。學生試驗中主要是操作過程中會出現一些問題。例如拉彈簧測力計時，沒有平行于板面；讀彈簧測力計的示數時，沒有估讀；記錄力的方向時不規范；作平行四邊形時不嚴格平移等。這些細節問題需要教師及時提醒。