马亚鹏

(银川市第九中学,宁夏 银川 750011)

力的合成是高中物理中重要的学习内容,平行四边形定则是矢量运算的基本法则,在物理学中具有举足轻重的地位．因此,如何优化力的合成教学是值得探讨的问题,其关键是力的合成实验的教学处理．本文通过综述力的合成实验研究的成果,对几个引起争议的问题进行深入的反思．

1 力的合成实验方案及其改进

1.1 力的合成实验的基本方案

教科书中的力的合成实验有以下两种方案.

方案1： 研究力的合成.[1]

图1 实验方案1

图1甲表示橡皮条GE在两个力共同作用下,沿着直线GC伸长了EO这样的长度．图1乙表示撤去F1和F2,用一个力F作用在橡皮条上,使橡皮条沿着相同的直线伸长相同的长度．力F对橡皮条产生的效果跟力F1和F2共同产生的效果相同,所以力F等于F1和F2的合力．

合力F跟力F1和F2有什么关系呢?在力F1和F2的方向上各作线段OA和OB,根据选定的标度,使他们的长度分别表示力F1和F2的大小(图1丙)．以OA和OB为邻边作平行四边形OACB．量出这个平行四边形的对角线OC的长度,可以看出,根据同样的标度,合力F的大小和方向可以用对角线OC表示出来．

改变F1和F2的大小和方向,重做上述实验,可以得到同样的结论．

方案2： 验证力的平行四边形定则.[2]

(1) 把橡皮条的一端用图钉固定在A点,另一端用两根细线打一个结点B,两根细线分别挂上一只弹簧测力计,如图2(a)所示．

(2) 分别用力F1和F2拉两测力计,把结点B拉伸到O点,如图2(b)所示．记下O点的位置,先记下此时F1和F2的……