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苏科版初中物理实验:探究杠杆平衡条件实验的教学探讨

2019/7/4 11:03:03 点击155次

南京市高淳县第二中学时玉敬丁金龙许万松(211300)

苏科版初中物理九年级上册第十一章第一节杠杆中有实验“探究杠杆的平衡条件”,这是教材中的重点实验之一。笔者和同事们在该实验的教学中发现了一些问题,进行了一点反思,对该实验的教学作了一点探讨和改进。

一、如何减小弹性卡子的质量对杠杆平衡的影响

杠杆作为成套的物理实验器材生产厂家一般是配备了二个钢丝做的弹性卡子,在实验教学中,笔者发现卡子质量虽小,但在调节杠杆平衡时还是有影响的,经测量单个卡子的质量在0.4克左右,对杠杆平衡的影响不能忽视。例如,将钢制卡子卡在杠杆上,两个卡子到支点的距离相等,杠杆在水平位置平衡,如图甲所示,如果一边卡子的位置不变,改变另一边卡子的位置,则发现杠杆不能在水平位置平衡,如图乙所示。这说明卡子的质量对杠杆的平衡有一定的影响。在探究杠杆平衡条件时,要改变力的大小、力臂的长短。如果当杠杆再次在水平位置平衡时,若撤销动力F1和阻力F2后会发现杠杆不能保持水平位置平衡,如图乙所示。为了减小这个影响,我们尝试用质量更小的棉线做成线圈,套在杠杆上,对杠杆的平衡几乎没有影响,如图丙所示。因此,做探究杠杆的平衡条件实验时,我们建议用棉线圈来代替弹性卡子。

二、如何消除动力臂动力应采用弹簧秤带来的误差

在探究杠杆平衡条件时,传统的做法是用钩码来代替作用在杠杆上动力F1、阻力F2,不用弹簧测力计去拉。原因有二:一是用钩码比较方便,学生易观察,动力F1和阻力F2的大小易确定;二是弹簧测力计来测量的动力F1不准确,往往会出现测量的动力F1乘以动力臂l1与阻力F2乘以阻力臂l2不等的情况如图丁所示。

我们认为有必要用弹簧测力计来测量拉力F1,因为这样实验时教师很容易用松和紧的方法改变力的大小,学生很快能观察到杠杆在平衡和不平衡之间变化,实验给学生的印象也比较深刻。

测量的动力F1出现不准的原因是对弹簧测力计没有调零,因为弹簧测力计自身也有质量。弹簧测力计在竖直方向上正立、倒立均可调零。

三、教材实验数据记录表格的改进

本实验的目的是探究杠杆平衡的条件,实验中会出现平衡与不平衡二种情况,我们的教学经验是将平衡与不平衡的数据都记录下来,这样学生才会深刻体验杠杆平衡的条件。因此,建议把教材中表格改进一下。

教材原表:

测量序号

F1/N

l1/cm

F2/N

l2/cm

1

2

3

改进后的表格:

实验序号

杠杆是否平衡

F1/N

l1/cm

F2/N

l2/cm

1

不平衡

2

平衡

3

不平衡

4

平衡

5

不平衡

6

平衡

作者简介:时玉敬,男,本科,中学高级

丁金龙,男,本科,中学高级

许万松,男,本科,中学高级

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