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1、简易力的的合成演演示器的的制作和和使用“力的合合成”法则在在初中和和高中物物理教学学中虽然然在内容容和理解解层次上上有所不不同,但但都是这这两个阶阶段涉及及的力学学知识中中的重点点和难点点问题。多多年的教教学经验验证明,通通过实验验为学生生提供尽尽可能精精确的事事实性实实验依据据是帮助助学生正正确理解解这一问问题的最最关键所所在。为为此,笔笔者设计计了一套套制作简简单,易易操作,且且实验现现象明显显的“力的合合成演示示器”装置,观观介绍如如下,供供大家参参考。1 器材材直径约55cm、规规格相同同的滑轮轮3个,长长 800cm、宽宽60ccm、厚厚约23cmm的木板板一块,长长约 556ccm
2、、劲劲度系数数较小的的弹簧一一根,长长约600cm一一端带挂挂钩的光光滑尼龙龙线3根根(最好好是钓鱼鱼竿上用用的钓丝丝)。2 制作作将木板的的一面创创光,涂涂上黑板板漆,制制成一块块教学用用黑板后后固定在在支架上上,将三三个滑轮轮和弹簧簧用钢钉钉按实验验装置图图1所示示规格固固定在木木板上(要要求:在在固定上上述器材材时,必必须使滑滑轮上边边缘和弹弹簧右端端的挂钩钩保持同同一直线线,并且且滑轮和和弹簧都都离开板板面一定定距离,以以避免弹弹簧和操操作过程程中所控控物体和和钩码与与极面摩摩擦产生生较大误误差),力力的合成成演示器器就制成成了。3 操作作过程及及实验目目的31 帮助初初中学生生归纳总
3、总结同一一直线上上二力的的合成法法则(1)演演示同一一直线上上、方向向相同的的两个力力的合成成。如图2(aa)所示示,将两两根带挂挂钩的尼尼龙线固固定在弹弹簧的挂挂钩上,分分别绕过过滑轮22和3,在在滑轮22上挂33个钩码码,在滑滑轮3上上挂2个个钩码,用用粉笔标标记出弹弹簧末端端伸长到到的位置置O点,然然后按装装置图22(b)所所示,撤撤去滑轮轮3上的的丝线,将将滑轮22上挂55个钩码码,我们们看到弹弹簧会同同样伸长长到O点点位置该该实验通通过比较较弹簧伸伸长到的的长度和和弹簧的的伸长(或或缩短)直直观的为为学生展展现出同同一直线线上、方方向相同同的两个个力的合合力的大大小和方方向。(2)演
4、演示同一一直线上上、方向向相反的的两个力力的合成成。如图3(aa)所示示,将两两极带挂挂钩的尼尼龙线固固定在弹弹簧的挂挂钩上,分分别绕过过滑轮11和2,在在滑轮11上挂22个钩码码,在滑滑轮2上上挂3个个钩码,标标记出弹弹簧末端端伸长到到的位置置O点,然然后如图图3(bb)所示示,撤去去滑轮上上的所有有钩码和和滑轮11上的丝丝线,在在滑轮22上挂11个钩码码,我们们看到弹弹簧也同同样伸长长到O点位置置。用最最直观的的实验事事实为学学生展现现出同一一直线上上、方向向相反的的两个力力的合力力的大小小和方向向。32 帮助高高中学生生归纳总总结互成成角度的的二力合合成法则则说明:如如装置图图4、图图5
5、、图图6所示示图中的的研究对对象C是是完全相相同的物物体,三三图中用用来吊起起研究物物体的是是同一些些完全相相同的钩钩码。将三个滑滑轮均沿沿钢钉向向外移动动344 cmm以挂上上物体不不与木板板摩擦为为准。操作过程程和实验验目的:(1)如如图4所所示,在在滑轮22的一边边挂一物物体,另另一边挂挂上相应应的钩码码,让物物体和钩钩码处于于静止状状态,记记下滑轮轮右边所所挂钩码码个数,并并根据钩钩码重力力求出物物体所受受重力CC。(2)按按图5所所示,在在滑轮11和2上上挂好物物体和钩钩码,通通过调节节两边钩钩码个数数使物体体和钩码码处于静静止后,用用锚点法法根据钩钩码重力力沿悬线线AB和和AC在在
6、木板上上作出拉拉物体的的两个力力的图示示,然后后由读出出的物体体重力作作出合力力的图示示AD,将将合力与与其两分分力的端端点连接接起来,即即可得到到一个平平行四边边形。从从而引导导学生归归纳总结结出互成成角度的的二力合合成遵循循平行四四边形定定则(3)按按图6所所示,在在滑轮11和3上上挂好物物体和钩钩码,重重复步骤骤2的操操作过程程。不仅仅可以为为学生进进一步验验证“互成角角度的二二力合成成遵循平平行四边边形定则则”这一结结论,而而且可以以通过让让学生分分析比较较步骤22和步骤骤3中两两分力的的夹角大大小变化化引起的的合力大大小的变变化,引引导学生生归纳总总结出合合力大小小与两分分力夹角角之间的的关系即在在两分力力大小不不变的情情况下,合合力大小小随两分分力夹角角的增大大而减小小(或在在合力大大小不变变的情况况下,两两分力随随其夹角角的增大大而至少少有一个个力增大大)。