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力臂的教学
在初中物理教材“杠杆”教学中,学生根据教材设计能够利用钩码得出在水平位置的杠杆平衡条件。由于力臂恰好在杠杆上,学生能顺利读取,这样设计虽然降低教学难度但容易使学生误解,认为力臂是在杠杆上。如何通过实验让学生领悟力臂是支点到力的作用线的垂直距离,可在杠杆上,可不在杠杆上呢?
在教学中可这样设计:在学生用钩码得出平衡条件后,老师可让学生做图1实验。用弹簧秤竖直向上用力拉时,当杠杆在水平位置静止时记下弹簧秤的示数、钩码的重力和对应的力臂,验证是否符合得出的杠杆平衡条件,从而加深对杠杆定义的理解。此时改变拉力的方向,会发现弹簧秤的示数变大。使学生对前面得出的条件产生了疑问。然后指导学生在支点0点和弹簧秤作用点A之间拉一根橡皮筋,重复上述实验,让学生观察有什么变化?学生会发现弹簧示数变大,而且橡皮筋沿弹簧秤挂钩滑动长度变短。如果力的大小和此时的“力臂”相乘,乘积变大,和另一端力和力臂乘积不相等,不符合刚才得出的平衡条件。给学生提出疑问,说明刚才得出的规律不符合一般情况。此时引导学生进一步思考,要符合刚才的规律,力变大,距离减小可能符合刚才得出规律。用改装的教具可使学生想到“橡皮筋”长度变化即力臂是支点到作用线的距离可能符合。然后测量橡皮筋长度和拉力相乘,比较两边乘积,重复几次,符合得出杠杆平衡条件。让学生明白力臂是支点到作用线的距离。
注意事项 (1)做实验的橡皮筋不能太紧太粗,松紧粗细适宜。(2)如果做图3实验,弹簧秤的示数偏小,因弹簧秤中弹簧和挂钩有重力。
动滑轮是变形的杠杆
在学习动滑轮时,为了从理论上解说动滑轮是省力的,教材中采用变形杠杆的说法。既然动滑轮是杠杆,就要确定支点。而动滑轮的支点是一个动点,和支点的定义不符,学生不易理解。在教学中,我用硬纸板做一个简易滑轮教具,在演示时学生很容易理解。如图5。做实验时按图6安装好,手拉自由绳子一端上下移动,可使学生根据杠杆的定义很容易找到支点;然后继续向上拉,但不能上升时按图7改变可继续。连续几次能观察到杠杆绕支点转动。这样使学生充分理解动滑轮是一个变形的杠杆,并轻松找到它的支点。
平衡力作用下保持匀速直线运动
在初中物理教材“二力平衡”一节的教学中,通过实验探究二力平衡的条件时,教材中通过在静止的物体两边加力很容易总结出二力平衡的条件,而无法验证运动的物体在平衡力的作用下保持匀速直线运动的结论。经过多次实帮验发现这样做可完成。第一种方法找一个电动玩具汽车,先使小汽车在水平桌面上缓慢运动,近似看作做匀速直线运动,然后给小车加一对平衡力再让小车运动,比较前后两次的运动快慢可推出平衡力不改变物体的运动状态。第二种方法将木板稍倾斜使小车能缓慢下滑,然后给小车加一对平衡力再让小车运动,如图8比较前后两次的运动快慢可推出平衡力不改变物体的运动状态。
注意事项 在定滑轮和车轮上加润滑油,尽可能减小摩擦。
在初中物理教材“杠杆”教学中,学生根据教材设计能够利用钩码得出在水平位置的杠杆平衡条件。由于力臂恰好在杠杆上,学生能顺利读取,这样设计虽然降低教学难度但容易使学生误解,认为力臂是在杠杆上。如何通过实验让学生领悟力臂是支点到力的作用线的垂直距离,可在杠杆上,可不在杠杆上呢?
在教学中可这样设计:在学生用钩码得出平衡条件后,老师可让学生做图1实验。用弹簧秤竖直向上用力拉时,当杠杆在水平位置静止时记下弹簧秤的示数、钩码的重力和对应的力臂,验证是否符合得出的杠杆平衡条件,从而加深对杠杆定义的理解。此时改变拉力的方向,会发现弹簧秤的示数变大。使学生对前面得出的条件产生了疑问。然后指导学生在支点0点和弹簧秤作用点A之间拉一根橡皮筋,重复上述实验,让学生观察有什么变化?学生会发现弹簧示数变大,而且橡皮筋沿弹簧秤挂钩滑动长度变短。如果力的大小和此时的“力臂”相乘,乘积变大,和另一端力和力臂乘积不相等,不符合刚才得出的平衡条件。给学生提出疑问,说明刚才得出的规律不符合一般情况。此时引导学生进一步思考,要符合刚才的规律,力变大,距离减小可能符合刚才得出规律。用改装的教具可使学生想到“橡皮筋”长度变化即力臂是支点到作用线的距离可能符合。然后测量橡皮筋长度和拉力相乘,比较两边乘积,重复几次,符合得出杠杆平衡条件。让学生明白力臂是支点到作用线的距离。
注意事项 (1)做实验的橡皮筋不能太紧太粗,松紧粗细适宜。(2)如果做图3实验,弹簧秤的示数偏小,因弹簧秤中弹簧和挂钩有重力。
动滑轮是变形的杠杆
在学习动滑轮时,为了从理论上解说动滑轮是省力的,教材中采用变形杠杆的说法。既然动滑轮是杠杆,就要确定支点。而动滑轮的支点是一个动点,和支点的定义不符,学生不易理解。在教学中,我用硬纸板做一个简易滑轮教具,在演示时学生很容易理解。如图5。做实验时按图6安装好,手拉自由绳子一端上下移动,可使学生根据杠杆的定义很容易找到支点;然后继续向上拉,但不能上升时按图7改变可继续。连续几次能观察到杠杆绕支点转动。这样使学生充分理解动滑轮是一个变形的杠杆,并轻松找到它的支点。
平衡力作用下保持匀速直线运动
在初中物理教材“二力平衡”一节的教学中,通过实验探究二力平衡的条件时,教材中通过在静止的物体两边加力很容易总结出二力平衡的条件,而无法验证运动的物体在平衡力的作用下保持匀速直线运动的结论。经过多次实帮验发现这样做可完成。第一种方法找一个电动玩具汽车,先使小汽车在水平桌面上缓慢运动,近似看作做匀速直线运动,然后给小车加一对平衡力再让小车运动,比较前后两次的运动快慢可推出平衡力不改变物体的运动状态。第二种方法将木板稍倾斜使小车能缓慢下滑,然后给小车加一对平衡力再让小车运动,如图8比较前后两次的运动快慢可推出平衡力不改变物体的运动状态。
注意事项 在定滑轮和车轮上加润滑油,尽可能减小摩擦。