“实验：验证力的平行四边形定则”教学设计

陈琦 贾玉成 罗小利 张忠岐

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）13-0101-02

一 、教学内容

《普通高中课程标准实验教科书<物理>（人教版必修一）》第三章第四节的学生实验。

二、教学目标

1.知识与技能

（1）知道并理解力的平行四边形定则；掌握实验验证的基本思路；会对实验进行误差分析；

（2）会用力的图示求两个共点力的合力。

2.过程与方法

采用实验探究的方式，通过独立思考与分组讨论，师生共同分析等方式，培养学生设计实验、动手操作的能力，以及分析、综合、归纳的能力。

3.情感态度和价值观

（1）通过实验探究过程，激发学生的学习兴趣，发挥学生的主动性和创造性；

（2）通过实验，培养学生严谨的科学态度，提高学生用科学方法与学科知识解决实际问题的能力；

（3）通过分组实验，培养学生自主实践能力，团结协作与交流的精神。

三、教学重点和难点

1.重点：实验原理；实验操作过程；实验数据处理的方法；

2.难点：实验原理（等效法）的理解和实验数据处理的方法。

四、教学方法

实验探究、归纳分析、比较、多媒体演示

五、教具学具

方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮筋，细绳套（两个）、 刻度尺、三角板、图钉、细芯铅笔

六、教学过程

（一）复习提问

1.什么是合力，分力？ 举例说明。

2.力的平行四边形定则内容。

学生回答，为下一步的实验做准备。

（二）实验过程

1.实验目的

教师用多媒体PPT课件展示：验证力的平行四边形定则，学生明确实验的目的。

2.实验原理

多媒体（PPT）展示实验原理（等效法）：橡皮条一端固定，两个力F1、F2共同作用使橡皮条另一端点伸长到O，用一个力F作用也使橡皮条伸长到结点O，这一个力F就是前两个力F1和F2的合力。作出F的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F′的图示，比较F和F′是否相同。

同时教师在黑板画出实验原理图。重点强调两次的结点位置相同，及搞清理论值和实验值，以及理论值和实验值得到的方法。

3.实验器材

学生：橡皮条、弹簧秤（两个），细绳套（两个）、刻度尺、三角板。（学生可能想不到方木板、白纸及细绳套。教师做适当的提示。）

多媒体（PPT）显示实验器材：方木板、白纸、橡皮条、弹簧秤（两个）、细绳套（两个）、刻度尺、三角板、图钉若干、细芯铅笔。

4.实验步骤

（1）仪器调整与组装：弹簧秤在水平状态下调零。把白纸铺在木板上，用图钉把白纸固定在水平桌面的方木板上。

（2）用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。

（3）用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到合适的位置O，用铅笔描下_________及此时______。同时记录__________。

（4）只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到________。记下此时弹簧秤的示数_______及_________。

（5）用铅笔和刻度尺从O点沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数F1和F2的图示，以________为邻边，用铅笔及刻度尺作平行四边形，平行四边形的对角线即为________的图示。

（6）用刻度尺按同样的标度作___________的图示，比较F′与F的大小和方向。

（7）改变F1、F2的大小和夹角，重复做两次实验，得出结论。

请学生完成步骤中的填空，教师同时视频播放教师实际的试验过程，再次强化加深学生对步骤的理解。

5.误差分析

教师：请同学们思考学生思考试验中哪些做法会造成误差？分组讨论完后，请一名同学回答。

学生：两次测量拉力时橡皮条的结点没有拉到同一点，会造成误差；读数时应正对、平视刻度，要按有效数字正确读数；作图不准确，造成误差。

教师再补充：使用中弹簧测力计的弹簧和外壳之间，指针与外壳间，会造成误差；读数时应正对、平视刻度，要按有效数字正确读数。

多媒体展示误差分析：

（1）使用中弹簧测力计的弹簧和外壳之间，指针与外壳间，会造成误差。

（2）两次测量拉力时橡皮条的结点没有拉到同一点，会造成误差。

（3）读数时应正对、平视刻度，要按有效数字正确读数。

（4）作图不准确，造成误差。

6.注意事项

（1）同一实验中两只弹簧测力计的选取：将两只弹簧秤调零后互钩水平对拉，若两只弹簧秤在对拉过程中，读数相同则选。

（2）同一次实验中，使橡皮条拉伸时，结点位置要相同。

（3）使用弹簧测力计时，拉力要适当大一些，但拉伸不能超过其弹性限度。

（4）两个细绳套的夹角不宜过大，也不宜过小，在600-1000之间为宜。

（5）细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。

（6）在同一次实验中，画力的图示，要用相同的标度，要适当的选取标度，并且要严格按几何作图法求合力，同时还要把力的图示作得稍大一些。

7.学生开始试验，教师巡回指导

鉴于学生动手能力差，教师要适时指导。学生试验中主要是操作过程中会出现一些问题。例如拉弹簧测力计时，没有平行于板面；读弹簧测力计的示数时，没有估读；记录力的方向时不规范；作平行四边形时不严格平移等。这些细节问题需要教师及时提醒。