對(duì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)的微小改進(jìn)

楊德民

(樺川縣第五中學(xué) 黑龍江佳木斯 154300)

新課程強(qiáng)調(diào)物理教師不能忽視物理實(shí)驗(yàn)在物理課程中的獨(dú)立地位,并能改進(jìn)實(shí)驗(yàn).通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)避免呆板地羅列概念和公式,而讓學(xué)生輕松活潑體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程,真正還給學(xué)生一個(gè)自由思考的大腦!

基于此,以及在教學(xué)中體會(huì)到的原來(lái)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)的欠缺之處,對(duì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了微小的改進(jìn).

1 改進(jìn)方法

原來(lái)驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn),用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)增加一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì).

2 實(shí)驗(yàn)原理

結(jié)點(diǎn)受三個(gè)共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài),兩個(gè)分支繩套上的作用力F1、F2的合力等于主繩套上的作用力F,即F等于F1、F2的合力.以F 1和F2為鄰邊作平行四邊形求出合力F合,比較F和F合的大小和方向,以驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)的平行四邊形定則是否正確.

3 實(shí)驗(yàn)器材

彈簧測(cè)力計(jì)(3只),細(xì)繩(長(zhǎng)約80 cm,要事先在兩端各系出一個(gè)繩套,然后對(duì)折,在離對(duì)折點(diǎn)約處再系個(gè)結(jié)點(diǎn),這樣在結(jié)點(diǎn)兩側(cè)就形成了一條主繩套和兩條分支繩套),方木板,白紙,三角板,刻度尺,圖釘(幾顆),小釘子(1個(gè)),鉛筆.

4 實(shí)驗(yàn)步驟

(1)用圖釘把白紙釘在放于水平桌面的方木板上.

(2)在方木板上邊緣中間部位定一個(gè)小釘子,把彈簧測(cè)力計(jì)的上端掛在釘子上,再把細(xì)繩上結(jié)點(diǎn)一側(cè)的主繩套掛在此彈簧測(cè)力計(jì)的鉤子上.

(3)用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩上結(jié)點(diǎn)另一側(cè)的兩條分支繩套,互成角度拉兩條分支繩套,將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置,記錄鉤住主繩套彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F和鉤住兩條分支繩套彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1、F2.用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置及此時(shí)主繩套和兩條分支繩套的方向.

(4)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條分支繩套的方向畫(huà)出直線,按選定的標(biāo)度作出這兩支彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1、F2的圖示,并以F1和 F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形,過(guò)O點(diǎn)畫(huà)平行四邊形的對(duì)角線,即為合力F合的圖示.

(5)用刻度尺從O點(diǎn)沿(3)中記錄的主繩套的方向,按(4)中選定的標(biāo)度,作出鉤住主繩套彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F的圖示.

(6)比較F與用平行四邊形定則求出的合力F合的大小和方向,得出結(jié)論.

(7)改變兩個(gè)力F1、F2的大小和夾角,重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次.

5 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的效果

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)要比原來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)潔,不那么繁瑣,也便于學(xué)生理解和掌握.而且,這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置還能夠很直接地驗(yàn)證:兩個(gè)分力F1、F2的合力F隨兩個(gè)分力F1、F2間的夾角 θ的變化關(guān)系.實(shí)驗(yàn)時(shí)保持 F1、F2的大小不變,讓 F1、F2間的夾角 θ由0°逐漸增大到180°,通過(guò)鉤住主繩套的彈簧測(cè)力計(jì),能很明顯地看到F1、F2的合力F的大小變化.效果非常明顯.

以往我們是通過(guò)做平行四邊形或用數(shù)學(xué)方法來(lái)證明:兩個(gè)分力F 1、F2的合力F隨兩個(gè)分力F1、F2間的夾角 θ的變化關(guān)系.學(xué)生學(xué)得比較枯燥、生硬;而通過(guò)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)學(xué)生直接看到了這一變化關(guān)系的結(jié)果,所以理解這一變化關(guān)系就很輕松了,而且記憶也能很牢固、深刻.