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【原】【做中學】第39期：探究杠桿的平衡條件

 潘書朋5n2xo3hm 2021-04-14


編者薦語：目前很多學生物理學習中不進行實驗操作，只是在機械性“刷題”，這一現(xiàn)象在畢業(yè)年級顯得尤為突出，這種“假實驗”的惡果直接導致學生的動手能力越來越差。學習物理就必須要多動手，多思考，而不僅僅是做幾道物理習題，那只會是“紙上談兵”。近幾年中考物理試題評價的導向就是在引領我們的課堂教學從“知識傳遞”走向“思維培養(yǎng)”的真正轉型。“刷題”時代已經(jīng)一去不復返了，必須引領學生進行“體驗式學習”。“做中學”已經(jīng)成為信息時代學生學習方式變革的必然選擇，也是教師進行深度實踐教學的最佳選擇。

為此，微信公眾號特推出《做中學》專欄，給大家推薦的是編者和學生這幾年物理課改的一些典型案例，提供的實驗素材可以作為一線教師很好的借鑒資料，也可以作為學生自主性探究式學習的參考資料。

《做中學》專欄主要有以下幾個欄目：原創(chuàng)試題、創(chuàng)新實驗、現(xiàn)象解析、參考答案、中考鏈接。由于編者能力和水平有限，加之時間倉促，難免存在一些紕漏，還望給予建設性的建議與幫助，謝謝您的不吝賜教。

【做中學】第39期：探究杠桿的平衡條件

   原創(chuàng)試題：以下是初三四班的同學在進行“探究杠桿的平衡條件”的實驗：

實驗材料：杠桿、鐵架臺、彈簧測力計、鉤碼
實驗方法與步驟：
1.實驗探究
   （1）調(diào)節(jié)杠桿在_______位置平衡（圖1）。

                                圖1
   （2）在杠桿的兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿在___位置平衡，記下鉤碼的___和_____的大小（圖2）。

圖2

  （3）改變鉤碼數(shù)量或位置，重復上面的步驟，得出_______組數(shù)據(jù)（圖3）。

圖3

2.分析論證
思考：
（1）為何要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？
（2）為何要進行多次測量？
3.拓展延伸
（1）該實驗采用的動力和阻力都是鉤碼，如果采用彈簧測力計應如何拉動測力計（圖4）？

                             圖4
（2）如果斜著拉動彈簧測力計，示數(shù)將如何變化（圖5）？

圖5

創(chuàng)新實驗：探究杠桿的平衡條件
（趙若涵)

參考答案：
1.實驗探究：（1）水平（2）水平；重力；力臂（3）三.
2.分析論證：
（1）杠桿的長度恰好等于力臂的大小，可以很方便的讀數(shù)。
（2）多次測量是為了尋找普遍規(guī)律，避免實驗的偶然性。
3.拓展延伸：（1）沿豎直方向（2）示數(shù)變大。

【中考鏈接】（2019·淮安）小明在“探究杠桿平衡條件”的實驗屮（圖6）：

（1）實驗前調(diào)節(jié)平衡蜾母使杠桿在水平位置平衡，目的之一是方便測量         ；
（2）如圖甲所示。在杠扦左邊A處掛4個鉤碼。要使杠桿在水平位置平衡，在B處掛       個鉤碼（實驗中所用的鉤碼均相同） 
（3）小明又用彈簧測力計。在C處豎直向上拉。如閣乙所冰。帟彈簧測力計逐漸向右傾吋，使 杠懺仍然在水平位置平衡。則彈簧測力計的示數(shù)將逐漸    （選填“變大”、“變小”或 “不變”）。

                                    圖6

  參考答案：

 （1）力臂

 （2）3

 （3）變大

  （2019·濟寧）18．請你設計兩種方案并分別在圖7中標出鉤碼的個數(shù)和位置，使杠桿在水平位置平衡。

圖7

分析：設一個鉤碼重力為G，杠桿上一個格為L，杠桿左邊受到的力F1＝4G，其力臂L1＝3L，杠桿左邊力和力臂的乘積：F1L1＝4G×3L＝12GL；
為使杠桿平衡，杠桿右邊力和力臂的乘積：F2L2＝12GL；據(jù)此設計成時杠桿平衡的不同方案。
解答：
設一個鉤碼重力為G，杠桿上一個格為L，杠桿左邊受到的力F1＝4G，其力臂L1＝3L，杠桿左邊力和力臂的乘積：F1L1＝4G×3L＝12GL；為使杠桿平衡，杠桿右邊力和力臂的乘積：F2L2＝12GL；
方案一：杠桿右邊受到的力F2＝3G，其力臂L2＝4L，杠桿右邊力和力臂的乘積：F2L2＝3G×4L＝12GL；
方案二：杠桿右邊受到的力F2＝4G，其力臂L2＝3L，杠桿右邊力和力臂的乘積：F2L2＝4G×3L＝12GL；如圖8所示：

圖8 

方案三：杠桿右邊受到的力F2＝6G，其力臂L2＝2L，杠桿右邊力和力臂的乘積：F2L2＝6G×2L＝12GL。

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