【正文】 5%F,θ＞ 70的情況都要分析原因 . 實(shí)驗(yàn)考查 題目： 驗(yàn)證力的 平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)室提供下列器材：木板、彈簧秤（兩個(gè)）、橡皮條、白紙、細(xì)線、三角板、刻度尺、圖釘若干。在下一節(jié)的學(xué)習(xí)中教師會(huì)直接給結(jié)論。 師：如果 F F2的方向相反，那么它們的合力大小是多少？合力沿什么方向？ 生： 1N，方向與較大的那個(gè)力的方向相同。 力的等效 教師介紹馬德堡半球?qū)嶒?yàn)： 1654 年，在德國(guó)的馬德堡市，有人做了一個(gè)轟動(dòng)一時(shí)的實(shí)驗(yàn)。 師 ：回憶初中所學(xué)過(guò)的知識(shí)。 例 1 (教師做 )：卡車對(duì)拖車的牽引力 F的大小是 2020N，方向水平向右，作出力 F的圖示。例如，一輛小汽車陷進(jìn)了泥坑，需要十幾個(gè)人連推帶拉才能把它從泥坑中拉出來(lái)，如果用另一輛汽車用繩子牽一下，就可以 把它從泥坑中拉出來(lái)，這時(shí)一輛汽車的牽引和十幾個(gè)人的作用力是怎能樣的關(guān)系呢？ 生：是等效的。 教學(xué)中教師要做好實(shí)驗(yàn)，如有可能 應(yīng)該讓學(xué)生自己動(dòng)手操作。 課題 力的等效和替代 從容說(shuō)課 先從科學(xué)的角度讓學(xué)生理解力的圖示和力的示意圖的區(qū)別，讓學(xué)生從科學(xué)的表示法表示一個(gè)力。同時(shí)教師還可以讓學(xué)生自己說(shuō)明結(jié)果，學(xué)生的結(jié)果不一樣說(shuō)明可以有不同的替代，為下一節(jié)力的分解作好鋪墊。 師：人們?cè)趯?shí)踐中認(rèn)識(shí)到了力的等效性，逐步找到了力之間相互等效替代的規(guī)律，今天我們就要來(lái)共同探討一個(gè)新的課題 —— 力的等效和替代 。 步驟：選一 標(biāo)度 (依題而定其大小 )：如用 1cm長(zhǎng)的線段表示 500N的力。力的作用效果是什么？ 生： 力的作用效果是使物體發(fā)生形變；改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)空心銅制半球合在一起，抽去球中的空氣后，用兩支馬隊(duì)向相反方向拉這兩個(gè)半球。 師：同一直線上兩個(gè)力的合力，與兩個(gè)力的大小、方向兩個(gè)因素有關(guān)。 實(shí)驗(yàn)探究 2 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則， 實(shí)驗(yàn)原理 結(jié)點(diǎn)受三個(gè)共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài)，則 F F2之合力必與橡皮條拉力平衡，改用一個(gè)拉力 F/使結(jié)點(diǎn)仍到 O 點(diǎn)，則 F/必與 F F2的合力等效，以 F F2 為鄰邊作平行四邊形求出合力 F，比較 F/與 F的大小和方向，以驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)的平行四邊形定 則． 實(shí)驗(yàn)器材 方木板，白板，彈簧秤 (兩只 )，三角板，刻度尺，圖釘 (幾個(gè) )，細(xì)芯鉛筆，橡皮條，細(xì)繩套 (兩個(gè) )。請(qǐng)你做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力的合成的平行四邊形定則。 平行四邊形定則： 以表示兩個(gè)分力的線段為鄰邊作一個(gè)平行四邊形 ,則這個(gè)平行四邊形中表示兩分力的線段所夾的對(duì)角線表示合力的大小和方向 . [課本練習(xí) ] 1．有兩個(gè)大小均為 3N 的力，試用實(shí)驗(yàn)方法分別作出它們的夾角為 0186。它們的合力是否 — 定比分力大 ?請(qǐng)舉出一個(gè)生活中的實(shí)例來(lái)說(shuō)明你的看法． 提示與答案：從作圖法分別作出兩個(gè)大小均為 3N 的力當(dāng)夾角為 0186。＜θ＜ 120176。 [課外訓(xùn)練 ] 1． 已知兩分力 F F2的合力 F 大小為 5N，方向沿水平向右，且 F F2的方向也都沿水平向右，求兩分力 F1和 F2的值。 （ 2） 若三力不在同一直線上，兩力的合力與這兩個(gè)力可構(gòu)成封閉的三角形。 2．電磁力 電磁力是指帶電粒子或帶電的宏觀物體之間的作用力。 4．弱力 弱力也是作用在各種微觀粒子 (光子等除外 )之間的一種作用力．如一些不穩(wěn)定的 原子核，從核內(nèi)會(huì)自發(fā)地射出電子流，就是弱力引起的。 如果這種理論能夠成功建立，那就意味著人類對(duì) 自然界的本質(zhì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。各種具體的場(chǎng)之間有著相差懸殊的特征?？梢?jiàn)，引力在任何距離上都比電磁力弱得多。 弱作用與電磁作用也十分不同。 目前，溫伯格 — 薩拉姆 — 格拉肖理論已為人們描繪了弱作用和電磁作用相統(tǒng)一的一幅非常清晰的物理圖像。一個(gè)質(zhì)子平均經(jīng)過(guò) 1031年才蛻變 (要知道，現(xiàn)在太陽(yáng)的年齡還只有約 109年 )!就是說(shuō)，即 使我們“目不轉(zhuǎn)睛”地盯著 1031個(gè)質(zhì)子 (約 17 噸 )進(jìn)行觀察，一年內(nèi)也才只能看到其中一個(gè)質(zhì)子發(fā)生了蛻變。例如：牛頓力學(xué)將天上運(yùn)動(dòng)與地上運(yùn)動(dòng)相統(tǒng)一，愛(ài)因斯坦將時(shí)間與空間相統(tǒng)一，大大增強(qiáng)了人們對(duì)自然界的理解力， 提高了人們的認(rèn)識(shí)水平。但是，他沒(méi)有獲得所 期望的成功。他們把物理學(xué) 中的對(duì)稱性由整體不變推廣到局部不變，并 通過(guò)規(guī)范場(chǎng)來(lái)描述基本粒子及其相互作用。”愛(ài)因斯坦絲毫沒(méi)有動(dòng)搖自己的信念：全部自然界，特別是全部物理學(xué)是一個(gè)統(tǒng)一的整體。從理論方面來(lái)看，對(duì)弱力場(chǎng)和強(qiáng)力場(chǎng)的認(rèn)識(shí)取得了較大的進(jìn)展。 第三，是一個(gè)科學(xué)理論取得成功的又一個(gè)重要因素是避免任何片面性。雖然愛(ài)因斯坦沒(méi)有完成該理論，但是，他關(guān)于統(tǒng)一場(chǎng)論的創(chuàng)見(jiàn)是卓越的，正如著名物理學(xué)家楊振寧評(píng)價(jià)道：“有些時(shí)候有些人就有這種印象，認(rèn)為統(tǒng)一的思想是愛(ài)因斯坦在他老年中的一種痼見(jiàn)，是的，這是一種痼見(jiàn)。 雖然楊 — 米爾斯的理論提出之后，由于它在描述各種相互作用時(shí)，存在著 無(wú)法得出量子質(zhì)量的困難 ，因而被冷落了十幾年，但是，自從 1967年，溫伯格和薩拉姆利用希格斯提出的真空自發(fā)破缺概念，克服了楊 — 米爾斯理論的困難，成功地建立了弱、 電統(tǒng)一理論之后，規(guī)范統(tǒng)一場(chǎng)論獲得了極大的成功。它將被遺忘，但是將來(lái)會(huì)被重新發(fā)現(xiàn)，歷史上這樣的先例很多。為了實(shí)現(xiàn)這一日標(biāo)，他在創(chuàng)立狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論之后，緊接著就開(kāi)展 了 統(tǒng)一場(chǎng)論研究。雖然實(shí)驗(yàn)如此難做，但由于意義重大，目前全世界還是有許多實(shí)驗(yàn)小組在積極進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。只有能量高于 102GeV 也就是距離小于 10—16cm 時(shí)，弱作用的強(qiáng)度才變得與電磁作用差不多。弱作用描述粒子的衰變過(guò)程。因此，引力與電磁力相差非常懸殊。同時(shí)，強(qiáng)力場(chǎng)可以使中子與質(zhì)子結(jié)合成一個(gè) 相對(duì)穩(wěn)定的體系，弱力場(chǎng)卻是 β 衰變等運(yùn)動(dòng)過(guò)程中必不可少的重要因素。 從物理學(xué)的發(fā)展來(lái)看，物理學(xué)理論的統(tǒng)一經(jīng)過(guò)了以下階 段： 1687年，牛頓力學(xué)理論統(tǒng)一了地上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與天上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 1831年，安 培和法拉第的工作統(tǒng)一了電學(xué)與磁學(xué) ； 1873年，麥克 斯 韋的電磁場(chǎng)理論統(tǒng)一了電磁學(xué)和光學(xué)； 1905 年，愛(ài)因斯坦的狹 義 相對(duì)論統(tǒng) 一了空間與時(shí)間 概