对《验证平行四边形定则》实验的改进教学设计

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对《验证平行四边形定则》实验的改进

大家好，我是来自**_*学的参赛教师席某某，我说课的题目是对《验证平行四边形定则》实验的改进，我将从教材分析、教学分析、教学过程、教学总结几方面加以说明。

教材分析

《验证平行四边形定则》是人教版必修一第三章第四节，在此之前，学生已经学习了力的概念、力的表示方法及合力与分力的等效替代关系。而力的平行四边形是高一学生首次学习到的矢量运算法则，矢量运算在高中物理中既是重点也是难点，又由于学生已经习惯了代数运算，对矢量运算法则产生了较强的负迁移，而突破难点的重要手段就是做好《验证平行四边形定则》实验。

教学分析

鉴于新教材重视学生的科学素养的培养，我制定了以下教学目标：

知识与技能：1、掌握合力与分力的等效替代原理，验证力的平行四边形定则

培养学生的操作能力

过程与方法：在验证力的平行四边形定则的实验中，体会作图处理实验数据的方法

情感态度价值观：体会力的合成中的等效替代思想，培养学生科学实验的正确态度

教学重点：能利用合力与分力的等效替代思想，验证平行四边形定则

教学难点：1、能利用器材去记录相关的数据，进行数据处理

2、对误差能进行分析得到较小误差的方法

三、教学过程

1、课本实验分析

实验器材:木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳套、弹簧秤、直尺、三角板、铅笔

实验原理：

互成角度的两个力与一个力产生相同的效果，看它们用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等即等效替代思想。

实验步骤：

用图钉把白纸订在木板上，并把橡皮条固定在A点

用两个弹簧测力计分别钩拉两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。

三记录：记录“O”点的位置；

记录弹簧秤的读数；

记录细绳的方向

只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O。

二记录：记录弹簧秤的读数

记录细绳的方向

一注意：拉到同一点“O”

数据处理：

⑴用铅笔和刻度尺从结点的投影点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示。

⑵用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出F/的图示

⑶比较F与F/是否在实验误差的范围内重合，从而验证平行四边形定则。

实验结论：

发现该实验误差较大

2、误差分析：

师生共同讨论归纳出影响误差的主要因素：除弹簧自身的误差外

⑴读数时眼睛偏斜造成读数误差；

⑵弹簧秤、细绳套与纸面的摩擦造成误差；

⑶由于弹簧秤的量程较小限制了绳套的夹角和弹簧秤的读数，不能取多组数据造成误差；

⑷两次测量结点是否确保在“O”点重合也是误差的来源；

⑸绳套方向测量不准确也造成误差；

⑹直尺作图不准也造成误差

2、制定计划：

为了减小这些误差，又由于学生已经掌握了分力与合力的关系，师生共同探讨设计了如下方案：

准备器材：三脚架、电子秤、 实验装置：

手机、重物、

细绳、计算机

实验介绍：

⑴这是一个电子秤，它可以测物体的质量，质量乘以重力加速度就是力，电子秤的读数乘以重力加速度就是绳子的拉力。这就是实验装置，两根绳子的拉力可以由电子秤直接读出，这就克服了眼睛偏斜造成的读数误差；

⑵该实验在竖直面内进行，这就克服了由于弹簧秤、细绳套与纸面摩擦造成的误差；

⑶电子秤的读数和两绳套夹角可以任意选取，这就克服了由于弹簧秤的量程小，导致不能取多组数据造成的误差；

⑷无论两根绳上力多大，夹角多大，结点在哪都不影响两根绳的效果与一根绳效果相同，这就克服了课本实验中两次结点是否在O点重合所造成的误差；

⑸力与竖直方向的夹角可以借助手机，更精确的测量，在手机上下载一个角度水平仪APP，它可以测手机边缘与竖直方向的夹角，它所使用的原理为重力感应。

给大家演示：我把手机水平放置在桌面上，如果桌面是水平的，则手机竖直边缘与竖直方向的夹角为0度，可手机显示的是1.8度，则说明桌面不是水平的。

现在我轻轻的转动，可看出示数变化很灵敏，因而用它可以准确的测量力与竖直方向的夹角。

实验过程：

+

实验结论：

用计算机绘图减小了直尺作图所造成的误差

实验的改进更好的验证了平行四边形定则

四、教学总结

本次实验落实了探究性学习，立足于学生认知的特点，大胆打破了常规思维和做法，把在水平面内验证改进成竖直面进行，培养了创新精神，完成了《验证平行四边形定则》原理的知识建构

本次实验的亮点有：

1、电子秤代替弹簧秤，减小了人为造成的读数误差

2、手机测方向提供了新思路

3、计算机绘图，减小了作图误差

手机、电子秤这些生活中常见的东西应用于实验，更能体现了物理源于生活，培养了学生善于观察的能力实验的改进更好的验证了平行四边形定则，让学生更能充分理解和掌握平行四边形的原理，为今后学习的速度、加速度、位移、电场强度、磁感应强度等矢量运算奠定了基础。

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