1、探究求合力的方法实验的一点思考 在探究求合力的方法实验中，人教版必修一课本中，先用两根弹簧测力计去拉动小圆环，记下小圆环静止时的O点，记下F1，F2的大小和方向，然后用一根弹簧测力计去拉，拉到同一O点，然后记下F的大小和方向. 由于人教的权威性，几乎所有的参考资料都大同小异的采用了先用两根弹簧测力计后用一根弹簧测力计的的做法，其步骤大致如下： （1）用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上. （2）用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套（或圆环），互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.实验原理如图1所示. （3）用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，注意在
2、使用弹簧测力计的时候，要使它的弹簧与木板平面平行. （4）用铅笔和刻度尺从力的作用点（位置O）沿着两绳套的方向画直线，按选定的标度作这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板以F1和F2为邻边作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，即为合力F的力示. （5）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，记下弹簧测力计的读数F和细绳的方向，按同一标度作出F的图示. （6）比较F与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等. （7）改变两个力的大小和夹角，多做几次实验. 为什么先用两根弹簧测力计而不是先用一根弹簧测力计呢？笔者组织学生
3、对此实验又进行了若干次的对比实验.把学生分成A，B两大组，每大组24人分成12小组，即每小组两人.笔者在讲实验步骤时没有讲先用两根弹簧测力还是先用一根弹簧测力计，但告诉学生夹角和力的大小要合适.A组学生先用两根弹簧测力计拉，再用一根弹簧测力计拉；B组学生先用一根弹簧测力计拉，再用两根弹簧测力计拉.我特意叮嘱学生让他们在做实验中尊重事实，记录原始数据，发现有什么问题或困难马上报告. A组同学在实验过程中，会时不会有同学报告若先用两根弹簧测力计做，后用一根弹簧测力计拉，会多次出现用一根弹簧测力计拉到不O点的情况，不得不重新定义O点. 为什么会出现这样情况呢？实验室所用的弹簧测力计量程大小5 N，从
4、理论上讲，比如F1为3.5 N，F2为3.8 N，其范围在0.3 N7.3 N，理论上就存上超过一根弹簧测力计量程的情况.因为是探究性实验，学生在实际在实验操作过程中，还没有完整的理论知识，不会也不可能事先进行理论计算，在操作过程中，力的夹角和大小有一定的随机性，很容易造成用一根弹簧测力计拉不到O点而导致实验不成功.学生在做实验时，不得不得重新定义O点，甚至有时候要重复定义好几次O点.在A组12组同学中有5组出现过这种情况，实验过程中不成功的概率达42%，从他们的实验原始数据中发现都是用两个弹簧测力拉时力相对较大或夹角相对较小造成. B组同学在实验过程中，先用一根弹簧测力计拉，然后用两根弹簧测
5、力计拉，则不会出现A组超过量程的情况.但是很快就有同学反映了一个困难，两次实验要求拉到同一结点O，用一根弹簧测力计比较容易完成，而用两根弹簧测力计去拉的时候，拉到同一结点O要反复试好几才能完成.尽管要试好几次，但是花费一定时间还是可以完成实验的.而对比A组同学，先用两根弹簧测力计拉，再用一根弹簧测力计拉，拉到同一结点O是很容易完成的.（前提是能够拉到结点O）.另有一些同学会惊喜的发现，用两根弹簧测力计拉到O点时，会有很多种情况.（根据力的分解理论我们知道，一个力的分解有无数个解），当他们向我欣喜的汇报这一发现时，我对他们进行了表扬，并让他们记下实验原始数据，以后再进行深入分析，暂时给他们一个悬
6、念，也为力的分解知识提供实验数据. 当然，有人会提出，先用一个弹簧测力计，再用两个弹簧测力计，这应该是力的分解的实验，而不是合成的实验，笔者认为，先用一个弹簧测力计拉还是两个弹簧测力计拉，只是获取数据的过程，关键要看数据怎么处理，只要在处理数据时，把步骤适当的改进，仍然是力的合成实验.参考步骤如下： （1）用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上. （2）用一个弹簧测力计分别钩住细绳套（或圆环），使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记下O点、弹簧测力计的读数F和细绳的方向.注意在使用弹簧测力计的时候，要使它的弹簧与木板平面平行. （3） 用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套（或圆环），互成角度地拉橡
7、皮条，使橡皮条伸长，结点到达同一位置O点，记下F1，F2的大小和方向. （4）用铅笔和刻度尺从力的作用点（位置O）沿着绳套的方向画直线，按选定的标度画出F，F1，F2的图示，利用刻度尺和三角板以F1和F2为邻边作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，即为合力F的力示. （6）比较F与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等. （7）改变两个力的大小和夹角，多做几次实验. 对比，A组和B组的实验结果： A组先用两根弹簧测力计拉，再用一根弹簧测力计拉，会出现实验不能完成的情况，并且出现这种情况的概率比较大，这样会造成力的平形四边形这一法则是有条件的假像.B组，先用一根弹簧测力计拉，后用两根弹簧测力计拉，尽管会出现拉到同一结点O要试好几次的情况，但是实验是一定可以完成的，并且会出现很多解的情况，这更能激发学生的学习兴趣，更能引起探究的意识，并为力的分解的知识作好铺垫.第 4 页 共 4 页
