1、三元整合导学模式物理学科导学稿（学生版）班级 组别 姓名 座号 主稿人：刘瑞基 协编人：黄日彪 定稿日期：2013/9/5【课题】2.3 探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则 3.1 牛顿第一定律 牛顿第三定律【学习目标】1.探究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的关系； 2.验证力的平行四边形定则. 3.知道并理解牛顿第一、三定律【学习重难点】重点：1. 掌握利用图象法处理数据；2. 掌握等效替代的思想. 3 正确理解牛顿第一定律、牛顿第三定律及惯性难点：1.利用图象来研究物理问题 2.分清作用力和反作用力与平衡力的区别.【课时】4 个课时【学习过程】一、 知识回顾1. 合力的范围及共点
2、力合成的方法： 2. 力的分解的方法： 3. 平衡状态： 二、 夯实基础1. 利用五分钟的时间阅读步步高第 31、32 页2. 再利用十分钟完成步步高第 32 页的考点一、二的例 1、2、3三、核心考点突破（一）弹力与形变的关系实验目的 1 2 学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法实验原理1 如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与重力大小相等.2用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量 x，建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小 F，以横坐标表示弹簧的伸长量 x，在坐标系中描出实验所测得的各组（x，F）对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小
3、与伸长量间的关系实验器材轻质弹簧（一根），钩码（一盒）， ，铁架台，重垂线，坐标纸，三角板实验步骤：1如图所示，将铁架台放于桌面上（固定好），将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在挨近弹簧处将刻度尺（最小分度为 mm ）固定于铁架台上，并用检查刻度尺是否竖直 2记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度 L0 .3在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度 Ll. 4用上面方法，记下弹簧下端挂 2 个、 3 个、 4 个 钩码时，弹簧下端所对应的刻度 L2 ：、 L 3：、 L4 ，并将所得数据记录在表格中编号 085 用 xnL n L 0 计算出弹簧挂 1 个、 2 个、 3 个
4、 钩码时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值 g ，计算出所挂钩码的总重力，这个总重力就等于弹簧弹力的大小，将所得数据填人表格 数据处理:1建立坐标系，标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位； 2标度：标度要适当,让所得到的图线布满整个坐标系； 3描点：描点时要留下痕迹； 4连线: 让尽可能多的点落在同一直线上，让其余的点落在直线的两侧，误差较大的点舍弃；5根据图象做出结论.注意事项1. 给弹簧施加拉力不要太大，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度。2. 测量弹簧长度时，不要用手拉弹簧，在弹簧自然竖直状态去测量.3. 为了减小误差，要尽量多测几组数据.4. 使用数据时应采用(lX-l0)即弹簧长度
5、变化量.（完成步步高第 33 页随堂训练）（二）验证平行四边形定则（阅读步步高第 34、35 页完成考点一、二的例题）实验目的1学会用弹簧测力计和细线测出力的大小与方向2运用力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则实验原理一个力 F的作用效果和两个力 F1、F 2 的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到 _，所以力F就是这两个力 F1 和 F2 的合力，作出力 F的图示再根据平行四边形定则作出力 F1 和 F2 的合力 F 的图示，比较 F 和 F的大小和方向是否相同，若相同，则说明互成角度两个力合成时遵循_实验器材方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只) 、_、细绳套 (
6、两个)、_、_、图钉( 几个)、细芯铅笔实验步骤1用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上并用图钉把橡皮条的一端固定在 A 点，橡皮条的另一端拴一短绳，细绳的另一端拴上两个细绳套2用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置 O，如图 1 所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下 O 点的位置及此时两细绳套的方向3只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置 O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向4用铅笔和刻度尺从结点 O 沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数 F1 和 F2 的图示，并以 F1 和 F2 为邻边用刻度尺作平行四边
7、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5用刻度尺从 O 点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计的拉力 F的图示 图 16比较一下，力 F与用平行四边形定则求出的合力 F 的大小和方向是否相同提示：每次实验保证结点位置保持不变，是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中等效替换的思想方法由于力不仅有大小，还有方向，若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同，不满足合力与分力的关系，不能验证平行四边形定则误差分析1用两个测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内，这样得到的两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法
8、得到的合力小2结点 O 的位置和两个测力计的方向画得不准，造成作图的误差3两个分力的起始夹角 太大，如大于 120，再重做两次实验，为保证结点 O 位置不变(即保证合力不变)，则 变化范围不大，因而测力计示数变化不显著，读数误差大4作图比例不恰当造成作图误差注意事项1不要直接以橡皮条的端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点 O 的位置2使用弹簧秤前，应先调节零刻度，使用时不能超过量程，拉弹簧秤时，应使弹簧秤与木板平行被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动弹簧时不可与外壳相碰或摩擦3在同一次实验中，橡皮条伸长时的结点位置要相同4两拉力 F1
9、和 F2 夹角不宜过小，作力的图示，标度要一致5读数时应正对、平视刻度.（完成步步高第 36、37 页随堂训练）（课后作业 1）1在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的 O 点，以下操作中错误的是 ( )A同一次实验过程中，O 点位置允许变 B实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到 O 点D实验中，把橡皮条的另一端拉到 O 点时，两弹簧秤之间夹角应取 90，以便于算出合力的大小2探究力的平行四边形定则
10、的实验原理是等效原理，其等效性是指( )A使两分力与合力满足平行四边形定则 B使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点 O 重合C使两次橡皮筋伸长的长度相等 D使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变3. “探究力的平行四边形定则 ”的实验如图 2 甲所示，其中 A 为固定橡皮筋的图钉，O 为橡皮筋与细线的结点， OB 和 OC 为细绳图 2 乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图(1)图 2 乙中的_是力 F1 和 F2 的合力的理论值；_是力 F1 和 F2 的合力的实际测量值(2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：_.(选填“变”或“不变 ”)(3)本实验采用的科学方法
11、是( )A理想实验法 B等效替代法 C控制变量法 D建立物理模型法 图 2(三) 对牛顿第一定律的理解1、利用五分钟完成步步高第 38 页的基础知识题组和考点梳理2导出了惯性的概念:一切物体都具有保持原有运动状态的性质，这就是 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性惯性大小的唯一量度是物体的质量，物体的质量越大，惯性就 ，运动状态就越难改变惯性与物体是否受力、怎样受力 ，与物体是否运动、怎样运动 ，与物体所处的地理位置 (2)惯性不是一种力惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度，物体的惯性越大，它的运动状态就越难以改变(3)外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服或改变
12、了物体的惯性2揭示力的本质力是改变物体运动状态的原因(运动状态指物体的速度) ，又根据加速度定义： a ，有速度变化就一定有加速度，vt所以可以说：力是使物体产生 的原因3牛顿第一定律描述的是理想化状态牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态，而不受外力的物体是不存在的物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在 F0 时的特例【例 1】 关于力、运动状态及惯性的说法，下列正确的是( )A牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因(2009宁夏理综 14)B笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献(2009宁夏理综 14)C一个运动的物体，如果不再受力了，它
13、总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”(2007海南1)D牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动(2006 广东1)E伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去(2006广东1)F车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大(2005广东1)针对训练 1 我国道路交通安全法中规定：各种小型车辆前排乘坐的人 (包括司机)必须系好安全带，下列说法正确的是( )A系好安全带可以减小惯性 B是否系好安全带对人和车的惯性有影响C系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D系好安全带可以防止因人
14、的惯性而造成的伤害（三）牛顿第三定律的理解与应用1作用力与反作用力的关系作用力与反作用力的关系可总结为“三同、三异、三无关” (1)三同Error! (2)三异Error!(3)三无关Error!2相互作用与平衡力的比较（见步步高第 39 页的表格）3.完成步步高练出高分第 265、266 页的练习(课后作业 2)一、概念规律题组1下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )A牛顿第一定律是实验定律 B牛顿第一定律只是提出了惯性的概念C牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态D牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律，又提出了力是改变物体运动状态的原因2关于物体的惯
15、性，下列说法中正确的是( )A运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体的速度越大，惯性也越大B静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大的缘故C乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小 D在宇宙飞船中的物体不存在惯性3关于作用力与反作用力，下列说法正确的是( )A物体相互作用时，先有作用力，后有反作用力 B作用力与反作用力不是同种性质的力C作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上D匀速上升的气球所受到的浮力没有反作用力4在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动，假定两板与冰面间的动摩擦因数相同，已知甲在冰上滑行的距离
16、比乙远，这是由于( )A在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力 B在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度 D在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小二、思想方法题组5伽利略的理想实验(如图 3)是将可靠的事实和理论思维结合起来，更能深刻地反映自然规律，伽利略的斜面实验程序如下：( )(1)减小第二斜面的倾角，小球在斜面上仍然要达到原来的高度 (2)两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一斜面 图 3(3)如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度(4)继续减小第二个斜面的倾角，最后使它为水平面，小球沿水平面做持续的匀速运动请按程序先
17、后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实还是通过思维过程得到的推论，下列选项正确的是(数字表示上述程序号码)( )A事实(2)事实(1) 推论(3)推论(4) B事实(2)推论(1)事实(3) 推论(4)C事实(2)推论(3)推论(1)推论(4) D事实(2)事实(3)推论(1) 推论(4)6如图 4 所示，一个劈形物体 A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一光滑的小球B，劈形物体 A 从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )A沿斜面向下的直线 B竖直向下的直 C无规则曲线 D抛物线 图 4思维提升 1(1)牛顿第一定律所描述的是一种理想状态，即物体不受外力时的状态(2)牛顿第一定律虽然无法由实验直接证实，但可经过科学推理的理想实验推出(3)从牛顿第一定律中可知：力是改变物体运动状态的原因，惯性才是维持物体运动状态的原因2一切物体在任何状态下都有惯性，其大小只取决于物体的质量，和其他任何因素无关3某一物体是否发生运动状态的变化，是由该物体所受力的合力决定的，合力为零，状态不变，否则状态就会发生变化而该物体与其他物体之间的作用力与反作用力始终符合牛顿第三定律其效果分别体现在彼此作用的两物体上，彼此不能抵消
