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教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思想:由于本節(jié)課比較抽象,但實(shí)驗(yàn)比較直觀,易于得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論,我準(zhǔn)備采用學(xué)生自主探究、合作交流、分組討論與教師講授相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。讓學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考,通過(guò)多樣化的教學(xué)方式,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。為了降低探究的難度,事先提出了探究時(shí)要注意的幾個(gè)問(wèn)題,以及在引導(dǎo)時(shí)用“建議用虛線的箭頭端分別與兩個(gè)合力的箭頭端連接”等話語(yǔ)突破學(xué)生的思維障礙。同時(shí)探究合力與分力變化關(guān)系時(shí),借助幾何畫(huà)板等多媒體工具幫助學(xué)生理解。一、核心素養(yǎng):(一)物理觀念1、從力的等效性理解力的合成和合力的概念。2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生理解和掌握力的平行四邊形定則,會(huì)用作圖法求共點(diǎn)力的合力。3、知道合力的大小與分力間夾角的關(guān)系。4、使學(xué)生知道矢量和標(biāo)量的含義和區(qū)別。(二)科學(xué)思維1、通過(guò)生活現(xiàn)象感悟合力與分力,領(lǐng)會(huì)等效替代思想;2、學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結(jié)的研究問(wèn)題的方法。(三)實(shí)驗(yàn)探究1、培養(yǎng)學(xué)生能在學(xué)習(xí)和日常生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出合理猜測(cè)與假設(shè);2、培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案和獲取證據(jù)的能力,能正確實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究方案并且收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息,并且分析處理信息,描述解釋實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果。3、培養(yǎng)合作與交流的意愿與能力,準(zhǔn)確表述、評(píng)估和反思實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程與結(jié)果。(四)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì),增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心和求知欲,能主動(dòng)與他人合作,尊重他人,能基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)表自己的見(jiàn)解,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。二、教學(xué)重、難點(diǎn):㈠教學(xué)重點(diǎn):合力與分力的概念以及合力和它的分力是“等效替代”的關(guān)系。㈡教學(xué)難點(diǎn):理解平行四邊形法則并簡(jiǎn)單應(yīng)用。三、教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)探究法;多媒體輔助教學(xué)法;小組合作交流、討論、歸納相結(jié)合的教學(xué)方法。四、課前準(zhǔn)備:木板、白紙、圖釘、彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮筋及細(xì)繩套、刻度尺、三角板五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì):師生雙邊活動(dòng)流程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖問(wèn)題情景導(dǎo)入PPT展示圖片:《曹沖稱(chēng)象》提出問(wèn)題:曹沖用什么辦法稱(chēng)出大象的重量?為什么稱(chēng)出石頭的重量就可以知道大象的重量呢?答:先將大象趕到船上,在水沒(méi)過(guò)船的位置做下標(biāo)記,然后用很多石頭代替大象,使水沒(méi)到剛才的標(biāo)記位置,最后稱(chēng)出石頭的重量之和就是大象的重量。引起學(xué)生興趣;從生活中理解等效替代的思想。開(kāi)始新課過(guò)渡:生活中,一個(gè)大人用力能夠單獨(dú)提起一桶水,如圖,兩個(gè)小孩用力也可以共同提起這桶水,那么,一個(gè)大人和兩個(gè)孩子的作用效果一樣嗎?大人所施加的力與兩個(gè)小孩所施加的力之間又有什么關(guān)系呢?回顧初中時(shí)的二力的合成:同一直線上的兩個(gè)力F1、F2(設(shè)F1>F2)的合成:若F1、F2同向時(shí)F合=,方向同,若F1、F2反向時(shí)F合=,方向同。思考:若是兩個(gè)小孩提水桶施加的力均為100N,那么大人等效替代孩子的力為多大?是否是200N?答:效果一樣;等效替代的關(guān)系通過(guò)生活現(xiàn)象感悟合力與分力,領(lǐng)會(huì)等效替代思想若F1、F2同向時(shí)F合=F1+F2方向同任何一力;若F1、F2反向時(shí)F合=▕F1-F2▏,方向同較大力。思考答:不是200,不能直接相加?!竞献魈骄恳弧繉?shí)驗(yàn)探究互成角度的兩個(gè)力的合力的求法。提供的器材方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)(兩個(gè))、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、刻度尺、圖釘(若干)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:小組討論,設(shè)計(jì)出操作可行的實(shí)驗(yàn)方案,方案中要重點(diǎn)體現(xiàn)以下幾個(gè)問(wèn)題:怎樣保證合力和分力等效?力的大小怎樣知道?力的方向如何確定?用什么方法在白紙上把力表示出來(lái)?師:學(xué)生分組討論,設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案,并展示。示范:(插入微視頻)師:由于本實(shí)驗(yàn)涉及影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素較多,由老師和幾位學(xué)生事先進(jìn)行了操作,給大家示范。分小組進(jìn)行試驗(yàn):進(jìn)行實(shí)驗(yàn),提醒注意操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)。獲取數(shù)據(jù),處理數(shù)據(jù)。(展示學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果)引導(dǎo):怎樣表述合力的大小、方向與分力的大小、方向的關(guān)系?引導(dǎo)學(xué)生把三個(gè)力的末端用虛線連接。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在誤差允許范圍內(nèi):FF′??偨Y(jié):互成角度的兩個(gè)力的合力的求法(力的合成遵循的法則):不在一條直線上的兩個(gè)力合成時(shí),以_______________________________________為鄰邊作__________________,這兩個(gè)鄰邊之間的____________就代表合力的_________和_________,這個(gè)法則叫做平行四邊形定則。平行四邊形定則適用于所有矢量的運(yùn)算。1、實(shí)驗(yàn)方案:(1)釘白紙、固定橡皮筋(已系好繩套)(2)兩個(gè)彈簧秤拉,記下結(jié)點(diǎn)O點(diǎn)的位置,二力的大小、方向。(3)一個(gè)彈簧秤拉,拉到同樣的位置O,記下力的大小、方向。(4)用力的圖示表示三個(gè)力,觀察并總結(jié)規(guī)律。2、結(jié)論:在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍之內(nèi),F(xiàn)=F’。平行四邊形定則:讓學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考,增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)。2、培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案和獲取證據(jù)的能力,能正確實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究方案并且收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息,并且分析處理信息,描述解釋實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果。3、培養(yǎng)合作與交流的意愿與能力,準(zhǔn)確表述、評(píng)估和反思實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程與結(jié)果。【合作探究二】合力大小與分力夾角的關(guān)系思考與討論:1.根據(jù)力的平行四邊形定則,兩個(gè)力F1和F2的夾角在由0°變?yōu)?80°過(guò)程中,合力的大小怎樣變化?你能不能確定出兩個(gè)力的合力大小范圍?2.合力的大小一定大于分力的大小嗎?師:先讓學(xué)生分組討論并畫(huà)圖分析。(展示學(xué)生畫(huà)的圖,即他們的分析過(guò)程,發(fā)現(xiàn)并總結(jié)規(guī)律。)師:用多媒體手段——幾何畫(huà)板更加清晰的展示他們之間的變化關(guān)系,使學(xué)生有更深刻的理解及認(rèn)識(shí)。學(xué)生分組討論并做幾何圖形,通過(guò)數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題。1、合力隨θ的增大而減小,合力大小的范圍是:|F1-F2|≤F≤F1+F2。2、不一定。1、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)方法處理物理問(wèn)題。2、認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用課堂總結(jié)【課堂小結(jié)】1、合力與分力等效替代。2、矢量的運(yùn)算法則——平行四邊形定則。3、兩個(gè)力的合力范圍:|F1-F2|≤F≤F1+F2【課后作業(yè)】1、思考三個(gè)力的合力怎么求?三個(gè)以上的力的合力怎么求?2、教材64頁(yè)1、3、4、題。3、自學(xué)教材中第三章第四節(jié)共點(diǎn)力部分內(nèi)容。學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容,并總結(jié)。培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力課后反思通過(guò)有效的教學(xué)手段,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),促進(jìn)其提高。在教學(xué)設(shè)計(jì)上,要切實(shí)以“學(xué)生發(fā)展”為本,利用一切條件創(chuàng)設(shè)情景,讓學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中,通過(guò)師生互動(dòng)、生生互動(dòng),不斷建構(gòu)和豐富自己的知識(shí)。讓學(xué)生敢于和善于提出自己的見(jiàn)解和新方法,讓學(xué)生初步掌握了科學(xué)探究的方法和思維方法,培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒂^察能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度以及創(chuàng)新精神。課后反思1、物理觀念:通過(guò)合力、分力以及平行四邊形定則的學(xué)習(xí),使學(xué)生應(yīng)形成經(jīng)典的物理觀念,能用其解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題。其中合力的概念的認(rèn)知途徑設(shè)計(jì)成讓學(xué)生直接以定義出發(fā)進(jìn)行實(shí)例判斷,以讓學(xué)生體驗(yàn)從理論到實(shí)踐的思維過(guò)程。2、科學(xué)思維:力的合成定則分為同一直線的兩力合成和互成角度的兩力合成;前者以問(wèn)題的形式讓學(xué)生應(yīng)用已學(xué)的知識(shí)進(jìn)行推導(dǎo),以讓學(xué)生感受如何溫故知新;后者的認(rèn)知學(xué)習(xí)分為四步:①判斷能否將同一直線的結(jié)論遷移到互成角度的情況。②分析不能遷移的原因。③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,記錄矢量―合力與分力。④研究記錄情況,從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。通過(guò)該節(jié)的學(xué)習(xí),使學(xué)生應(yīng)具有建構(gòu)理想模型的意識(shí)和能力;能正確運(yùn)用科學(xué)思維方法,從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行科學(xué)推理、找出規(guī)律、形成結(jié)論,并能解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題;具有使用科學(xué)證據(jù)的意識(shí)和評(píng)估科學(xué)證據(jù)的能力,能運(yùn)用證據(jù)對(duì)研究的問(wèn)題進(jìn)行描述、解釋和預(yù)測(cè)。3、實(shí)驗(yàn)探究:本節(jié)我將認(rèn)知過(guò)程進(jìn)行分化,降低了學(xué)生自主學(xué)習(xí)難度,依學(xué)情分析,我們預(yù)測(cè)只有分化成這四個(gè)環(huán)節(jié),并且中間插入微視頻做示范,才能使學(xué)生在課堂時(shí)間里完成自主學(xué)習(xí)的任務(wù)。學(xué)生通過(guò)這些環(huán)節(jié)的自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)了提出物理問(wèn)題,形成猜想和假設(shè),獲取和處理信息,基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋?zhuān)约皩?duì)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力?!皩?shí)驗(yàn)探究”主要包括問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流等要素。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),使學(xué)生具有實(shí)驗(yàn)探究意識(shí),能在學(xué)習(xí)和日常生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出合理猜測(cè)與假設(shè);具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案和獲取證據(jù)的能力,能正確實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究方案,使用各種科技手段和方法收集信息;具有分析論證的能力,會(huì)使用各種方法和手段分析、處理信息,描述、解釋實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果和變化趨勢(shì);具有合作與交流的意愿與能力,能準(zhǔn)確表述、評(píng)估和反思實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程與結(jié)果。4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:通過(guò)本節(jié)課的探究學(xué)習(xí),學(xué)生能正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì);具有學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲,能主動(dòng)與他人合作,尊重他人,能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見(jiàn)解,實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。課標(biāo)分析——核心素養(yǎng)
一、物理觀念1、從力的等效性理解力的合成和合力的概念。2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生理解和掌握力的平行四邊形定則,會(huì)用作圖法求共點(diǎn)力的合力。3、知道合力的大小與分力間夾角的關(guān)系。4、使學(xué)生知道矢量和標(biāo)量的含義和區(qū)別。二、科學(xué)思維1、通過(guò)生活現(xiàn)象感悟合力與分力,領(lǐng)會(huì)等效替代思想;2、學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結(jié)的研究問(wèn)題的方法。三、實(shí)驗(yàn)探究1、培養(yǎng)學(xué)生能在學(xué)習(xí)和日常生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出合理猜測(cè)與假設(shè);2、培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案和獲取證據(jù)的能力,能正確實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究方案并且收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息,并且分析處理信息,描述解釋實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果。3、培養(yǎng)合作與交流的意愿與能力,準(zhǔn)確表述、評(píng)估和反思實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程與結(jié)果。四、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì),增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心和求知欲,能主動(dòng)與他人合作,尊重他人,能基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)表自己的見(jiàn)解,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。教材分析《力的合成》是人教版《物理》(必修1)第三章第四節(jié)的內(nèi)容。力的合成所遵循的平行四邊形定則是矢量運(yùn)算的工具,是高中物理的“基石”,他所體現(xiàn)的等效替代思想是解決物理問(wèn)題的一種重要思路,為后續(xù)學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律做好鋪墊,因此本節(jié)課在物理教學(xué)中的地位和作用至關(guān)重要。因此,該節(jié)在教和學(xué)兩方面都具有承前啟后的作用;其涉及的物理研究方法和實(shí)驗(yàn)方法在高中物理中具有典型性,并使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)、物理模型、數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用;采用自主、合作、探究等新型的學(xué)習(xí)方式,有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力、訓(xùn)練嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和精神,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生全面素質(zhì)的和諧發(fā)展。本節(jié)課中用平行四邊形法則求合力,等效力的理解對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)都有一定的難度,是物理學(xué)習(xí)中的一節(jié)重難課,需要學(xué)生自己通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助理解。學(xué)情分析在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力的概念,對(duì)“力”有了較為深刻的理解和認(rèn)識(shí)。同時(shí),學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過(guò)求沿同一直線作用的兩個(gè)力的合力的方法,在必修1第一章也已初步接觸到位移的矢量合成,這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了基本的知識(shí)儲(chǔ)備。但是,學(xué)生對(duì)矢量的認(rèn)識(shí)仍不深入,矢量運(yùn)算使用的平行四邊形定則對(duì)學(xué)生而言比較抽象,且涉及幾何和三角等數(shù)學(xué)知識(shí),有一定的難度。學(xué)生在初中所學(xué)的求兩個(gè)力的合力為代數(shù)運(yùn)算,現(xiàn)在過(guò)渡到互成角度的力的合成遵循平行四邊形定則的矢量運(yùn)算,思維階梯跨度較大,在認(rèn)知水平上是一次質(zhì)的跨越,這些都給本節(jié)課的教與學(xué)帶來(lái)了困難。評(píng)測(cè)練習(xí)1.在探究求合力的方法的實(shí)驗(yàn)中,用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)要和用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置重合,這樣操作主要采用的科學(xué)方法是()A.控制變量的方法B.等效替代的方法C.理論推導(dǎo)的方法D.理想實(shí)驗(yàn)的方法2.在做“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中,以下說(shuō)法中正確的是()A.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí),兩細(xì)繩之間的夾角必須為90°,以便求出合力的大小B.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí),結(jié)點(diǎn)的位置必須與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置重合C.若用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)合力的圖示F與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)拉力的圖示F′不完全重合,說(shuō)明力的合成的平行四邊形定則不一定是普遍成立的D.同一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,結(jié)點(diǎn)O的位置允許變動(dòng)3.(合力大小與夾角的關(guān)系)關(guān)于兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力F1、F2與其合力F的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是()A.F大小隨F1、F2間夾角的增大而增大B.F大小隨F1、F2間夾角的增大而減小C.F大小一定小于F1、F2中最大者D.F大小不能小于F1、F2中最小者4.(合力大小范圍)兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F1=15N,F(xiàn)2=8N,它們的合力大小不可能等于()A.9NB.25NC.8ND.21N5.做“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)時(shí):(1)除已有的器材(方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩套、刻度尺、圖釘和鉛筆)外,還必須有________和________.(2)在做上述實(shí)驗(yàn)時(shí),在水平放置的木板上墊上一張白紙,把橡皮條的一端固定在板上,另一端結(jié)兩個(gè)細(xì)繩套,通過(guò)細(xì)繩用兩個(gè)互成角度的彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條,使結(jié)點(diǎn)移到某一位置O,此時(shí)需記下:①________;②________;③________.然后用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條拉長(zhǎng),使結(jié)點(diǎn)到達(dá)________,再記下________.(3)在某次實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩結(jié)點(diǎn)的位置.圖中________是力F1與F2的合力的理論值;________是力F1與F2的合力的實(shí)驗(yàn)值.通過(guò)把________和________進(jìn)行比較,驗(yàn)證平行四邊形定則.6.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究求合力的方法.將一木板(圖中未畫(huà)出)豎直放置與鐵架臺(tái)和輕彈簧所在平面平行.其部分實(shí)驗(yàn)操作如下,請(qǐng)完成下列相關(guān)內(nèi)容:(1)如圖甲,在木板上記下懸掛兩個(gè)鉤碼時(shí)彈簧末端的位置O;(2)卸下鉤碼然后將兩細(xì)繩套系在彈簧下端,用兩彈簧測(cè)力計(jì)將彈簧末端拉到同一位置O,記錄細(xì)繩套AO、BO的________及兩彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的讀數(shù).圖乙中B彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為_(kāi)_______N;(3)該同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫(huà)出兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力FA、FB的大小和方向如圖丙所示,請(qǐng)?jiān)趫D丙中作出FA、FB的合力F′;(4)已知鉤碼的重力,可得彈簧所受的拉力F如圖丙所示,觀察比較F和F′,得出結(jié)論:__________________.7.物體只受兩個(gè)力F1和F2的作用,F(xiàn)1=30N,方向水平向左,F(xiàn)2=40N,方向豎直向下,求這兩個(gè)力的合力F.
答案1、B2、B3、B4、B5、(1)三角板橡皮條(2)①O點(diǎn)位置②細(xì)繩所指方向③相應(yīng)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)同一位置O點(diǎn)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)和細(xì)繩方向(3)FF′FF′6.(2)方向11.40(3)如圖所示(4)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)F和F′相等7.50N,方向與F1的夾角成5
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