资源简介

(共25张PPT)
视频《电影
片段—双车
拖箱》
为什么要用两辆车一起拖箱子？
两辆车提供的合力大小等于各自提供的分力大小之和吗？
互成角度的两个测力计
只用一个弹簧测力计
【创设情景，提出问题】
拉着钩码静止的两种方法：
读出测力计示数，两个分力示数相加是否等于合力示数？
0.9 N
1.5 N
2 N
如何来探究不在同一直线上的两个力的合成？
如何保证两个力和一个力效果是等效的？
如何准确的表达所测量到的力？
需要记录力的哪些信息？
拉橡皮条到同一位置，或者悬挂同一重物
力的图示
力的大小和方向
【制订方案，设计实验】
在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。
用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A 点，在橡皮条的另一端拴上两个细绳，细绳的另一端系着绳套。
A
—— 方案一
【制订方案，设计实验】
用铅笔记下O点的位置和两条细
绳的方向，读出两个弹簧的示数
F1和F2。
—— 方案一
A
O
用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，
互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸
长，结点到达某一位置O。
【制订方案，设计实验】
改变两分力F1、F2的大小和夹角，
再重复做两次实验。
—— 方案一
A
O
只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡
皮条的结点拉到同样位置O，读出测
力计的示数F′，记下细绳套的方向。
【制订方案，设计实验】
—— 方案二
用铁架台固定一块竖直放置的木板，方
便标记力的方向。
通过细线，两个弹簧测力计互成角度提
拉一重锤并保持静止，标记下两根细线
的结点位置和方向，读出弹簧测力计的
示数F1和F2。
【制订方案，设计实验】
—— 方案二
用一个弹簧测力计提拉同一重锤并保持
静止，标记下细线的方向，读出弹簧测
力计的示数F。
改变两个弹簧测力计拉开的角度，重复
实验两次。
F1=10.0 N
F2=6.8 N
F=12.8 N
O
2 N
【分组实验，采集数据】
根据实验步骤，分别记录
下各力的大小和方向，选
取合适的标度，做出力的
图示。
利用平行四边形定则作出
合力。
图示法的合力与用平行
四边形定则求得的合力
的大小和方向近似重合。
F1=10.0 N
F2=6.8 N
F=12.8 N
O
2 N
【分析论证，得出结论】
经过很多次精细的实验，
最后确认，对角线的长度
方向跟合力的大小方向一
致，即对角线与合力重合，
也就是说，对角线就表示
F1、F2的合力。
F1=10.0 N
F2=6.8 N
F=12.8 N
O
2 N
【分析论证，得出结论】
求两个力的合力时，可分别用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这叫作力的平行四边形定则。
F1
F2
F合
【应用规律，反思改进】
应用规律
某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，
所有器材有：方木板一块，白纸，
量程为5 N的弹簧测力计两个，
橡皮条（带两个较长的细绳套），
刻度尺，图钉（若干个）。
【应用规律，反思改进】
应用规律
具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是______。（多选）
A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
B．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同
C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度
D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力
BC
【应用规律，反思改进】
应用规律
该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是____。
B
O
3.0 N
F1=3.4 N
F=4.5 N
F2=2.7 N
O
0.5 N
F1=2.8 N
F2=3.0 N
F=4.9 N
O
0.5 N
F=2.0 N
F2=1.6 N
F1=1.0 N
O
3.0 N
F=4.5 N
F2=2.7 N
F1=2.1 N
A．
B．
C．
D．
反思改进：实验中减小误差的措施有哪些？
实验前，弹簧测力计要调零，绳套不易太短。
弹簧测力计、橡皮条、细绳应在与纸面平行的平面内，要避免弹簧与测力计壳、测力计限位卡之间的摩擦。
拉力应适当的大一些，但不要超出量程。
同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置应不变。
两个分力间的夹角不宜过大或过小，一般取60°～120°为宜。
画力的图示，要选用恰当的标度；做力的合成图时，应将图尽量画大一些。
探究两个互成角度的力的合成规律
创设情境，
提出问题
制定方案，
设计实验
分组实验，
采集数据
分析论证，
得出结论
规律应用，
反思改进
（1）如何保证两个力和一个力效果是等效的？
（2）如何准确地表达所测量到的力？
（3）需要记录力的哪些信息？
（1）结点O，效果相同
（2）两个分力的大小和方向
（3）合力的大小和方向
（1）分别记录下各力的大小和方向
（2）选取合适的标度，作出力的图示
（1）图示法得到的力F′与用平行四边形定则求　
　　得的合力F的大小和方向近似重合。
（2）平行四边形定则
（1）例题解析
（2）实验误差的改进措施
—— 平行四边形定则的发展历史
　　早在1586年，荷兰的斯蒂文在《静力学基础》一书中最早提出力的分解与合成原理。
　　他的研究是置于从斜面上物体和链条的平衡入手的：将14个等质量的小球均匀地穿在线上组成首尾相连的一串球链，或者将一条质量均匀的链条挂在斜面上，若这些小球处于自由状态，如图1所示，它们将怎样运动？
图1
—— 平行四边形定则的发展历史
　　他从永动机不可能原理出发，认为小球必然平衡，即使去掉下面的8个对称悬挂的小球也应静止。
　　由此得出：在等高的斜面上，相同的重物
的作用与斜面的长度成反比，即重力、斜面压
力和绳的张力的平衡关系及与斜面边长的比例
关系。
图1
—— 平行四边形定则的发展历史
　　他还把左边的4个小球和右边的两个小球分别凝成一球或把球链变成均匀的链条，结果也一样。
　　这样就在两力成直角的的情况下引入了力的三角形定则，并把这一原理（没有明确表达出）应用到图2以及两绳悬一重物、一绳在三处挂不同重物等场景中，解决了许多复杂问题。
图2
　　1687年，牛顿在《自然哲学的数学原理》的“物体的运动”的推论1、2中分别写到：“一个物体，同时受到两个力的作用，就将沿平行四边形的对角线运动，所用的时间和它分开受到这两个力的作用而沿两边运动的时间相同”，如图3所示。
—— 平行四边形定则的发展历史
A
B
C
D
图3
　　AD是由两个任意斜向的力AC和CD合成的；而且反过来，任何一个直接的力AD也可以分解为两个斜向的力AC和CD，这种合成和分解已在力学上完全得到验证。他还对推论1作了进一步的阐释。
　　牛顿凭借敏锐的直觉，推断出了运动和力的分解与合成所遵循的定则，但未作进一步的证明。
—— 平行四边形定则的发展历史
A
B
C
D
图3
A
B
C
D
图3
　　总之，如同惯性定律一样，这是一条永远无法用实验完美证明的定则。只是随着矢量及其所遵循的运算定则的确立，力、位移、速度等被纳入力的矢量体系，以及运动的独立性、力的独立作用原理和物体在摩擦力下运动的动力机制被揭示，人们才从逻辑上接受了这一定则。
—— 平行四边形定则的发展历史

展开更多......

收起↑