几个苏科版“探究杠杆的平衡条件”实验问题的思考
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教学篇•教学反思初中物理中探究杠杆平衡实验教学的反思董月华(苏州市草桥中学,江苏苏州)摘要:物理是一门科学性的学科,实验教学也是物理教学的重中之重。
初中物理中涉及了大量的实验,在传统的教学过程中,教师通常会沿用课本中设计好的实验过程,按部就班,得到结论。
但是在实际授课中有不少实验,要么现象不明显,要么操作中有困难,这就引发了教师对整个实验的反思。
反思每次的实验过程,是提高教学水平的有效手段。
近期我针对初中物理中探究杠杆平衡实验进行了反思,并对实验教学中的一些学生容易出现问题的地方进行了总结。
关键词:准确性;直观;主体地位“探究杠杆平衡条件”是初中物理教学的重点实验之一,这个实验的重点是找到杠杆的平衡条件,难点是准确找到力臂。
开展这部分教学是为了引导学生通过观察和实验感知杠杆,总结杠杆平衡的条件,为他们下一阶段的学习奠定基础。
在开展这部分教学时,我结合教学重难点组织学生开展实验,却在学生们进行实验时发现了一些问题,在反思中总结出些许经验,本文对此展开论述。
一、打破传统实验思路,探究杠杆平衡满足的条件在开展实验时,我让学生以小组为单位展开探究。
与此同时,我进行了观察,发现学生先调节杠杆在水平位置平衡,然后在支点两侧悬挂钩码,让杠杆保持水平平衡,在杠杆上直接读出力臂,并由此得出了杠杆平衡规律:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
可是,也有一部分学生得出的结论是:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。
这种现象的出现,我和学生一致认为这是实验方法的局限性导致的。
于是,他们对实验方法进行改进。
学生讨论后,认为可以利用弹簧秤代替砝码,这样不仅可以竖直方向拉动,也可以斜拉,通过多次实验得出一般规律,这样有力地辨别了力臂与支点和作用点之间的距离这两个概念。
但是,学生们在实验中又出现了其他问题,如弹簧秤斜拉动时力的读数不稳定,力臂是空中一条线段,不在杠杆上等,导致力臂的测量困难变大,针对这个问题,我让学生将竖直平面内转动的杠杆改为在水平平面上转动,利用定滑轮辅助实验,从而让各个方向力的测量更为准确。
《探究杠杆平衡条件》实验教学设计与思考作者:陈栋来源:《中学物理·初中》2015年第11期【课题名称】探究杠杆平衡条件【教学目标】1.让学生经历探究杠杆平衡条件的过程,总结出杠杆平衡的条件.2.体会归纳法在研究物理问题中的应用.3.会应用杠杆平衡的条件解决生活中杠杆类实际问题.3.培养学生的科学探究能力和概括总结的能力.【教学重点】1.建立杠杆平衡的概念.2.经历探究“探究杠杆平衡条件”的过程,领悟其中的科学方法.【教学难点】1.明白实验中杠杆两次平衡的目的.2.设计方案探究杠杆平衡条件.【教学策略】科学探究教学模式.【实验器材】实验用带有刻度的杠杆、弹簧测力计、钩码、线、铁架台、家用杆枰、苹果、马铃薯、天平、学生自制的跷跷板等.【实验类型】学生分组实验.【实验方法】归纳法.【教学流程设计】复习巩固—设计活动—制定方案—进行实验—收集数据—分析数据—得出结论—交流评估—总结反思【教学设计】一、复习引入新课1.回顾杠杆的概念及五要素.2.力臂的画法和技巧.3. 在天平的使用中如何两次操作,使天平平衡?设计意图:复习引入,为下面研究杠杆平衡条件做铺垫.二、对探究杠杆平衡条件的教学创新研究1.设置小活动,猜想杠杆平衡条件.实践小活动:学生活动:请学生作出杆秤、天平在水平位置平衡时的五要素.教师活动:(1)使用天平测出苹果的质量;(2)使用杆秤测出马铃薯的质量.设计意图:进行三个活动进一步为研究杠杆平衡时“力和力臂”之间的关系做准备.进行猜想:猜想一:F1+L1=F2+L2.猜想二:F1-L1=F2-L2.猜想三:F1/L1=F2/L2.猜想四:F1×L1=F2×L2.(错误的猜想不影响探究过程及对探究结果的总结,更可体现认知冲突.此时教师引领学生甄别猜想一和猜想二是明显错误的猜想,因为单位不一样的量是不能加减的.)2.小组讨论,制定计划和设计方案.(1)学生自主学习书中相关内容,通过充分讨论,制定计划.(2)教师提醒学生杠杆两次都要在水平位置平衡.(教师参加一些小组的讨论,引领学生分析和设计方案,包括器材的选择和实验的步骤,并且对实验的可行性进行考虑.)设计意图:让学生通过思考在教师的引领下制定计划,避免学生盲目操作,浪费时间.培养学生实验操作技能.3.请各小组汇报设计方案.在和学生一起讨论各个方案的科学性和可行性时(如力的大小、力臂的大小最好能随时知道),注意渗透归纳法和控制变量法.最后交流制定出最佳设计方案,展示原理图(图1)并制定出实验表格(表1).4.学生进行实验、教师巡查并进行行间指导.(提醒:此实验过程中,学生需要观察、记录)5.学生展示实验数据.6.生反馈情况.生1:调节杠杆第一次平衡时,平衡螺母调节方向确定不好.生2:实验过程中,在杠杆的两侧挂上钩码后,杠杆不在水平位置,又错调了平衡螺母.生3:杠杆第二次调节平衡时,一端忽上忽下得比较厉害.生4:为什么多次改变所挂钩码的个数和它在木尺上的位置,多测几组数据.设计意图:培养学生质疑的能力,有利于教师在教学过程中甄别、纠正、利用.7.教师释疑.(1)调节杠杆平衡的方法:左沉右旋、右沉左旋.(2)在杠杆的两侧挂上钩码后,调节杠杆在水平位置平衡时不可调平衡螺母.(3)调节杠杆平衡时,先用手扶着杠杆,看差不多了再放手.(4)多次改变所挂钩码的个数和它在木尺上的位置,多测几组数据,是为了防止结论的偶然性,得出普遍规律.8.引导学生分组讨论、进行交流、得出结论.(1)杠杆为什么要在水平位置平衡.(便于直接读出力臂的大小,使杠杆的自重落在支点.)(2)杠杆平衡时力和力臂之间要满足的条件,得出结论.杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)9.学生展示自制的跷跷板.10.用课件向学生介绍日常生活中常见的案秤、杆秤,明确它们的制作原理,了解它们的使用方法.设计意图:通过自制学具展示激发学生课外小制作的兴趣;通过课件演示既可牢固所学知识,也可以拓宽视野.三、总结1.杠杆的平衡的概念.2.通过实验探究了杠杆平衡的条件.2.用杠杆平衡条件可以解释生活中的许多实际问题.四、课堂检测1. 作出杆秤在水平位置平衡时的杠杆原理图.2.如图2所示,质量可忽略的杠杆上所标的每一格长度都是相等的,O为支点,杠杆两边所挂的每一个钩码均相同,杠杆在水平位置平衡.在下列情况下,杠杆仍在水平位置保持平衡的是A.两边都减少一个钩码B.两边的钩码下各加挂一个相同的钩码C.左边钩码向右移一格,右边钩码同时向左移一格D.右边钩码下加挂一个相同的钩码,左边钩码同时向左移一格3.在探究杠杆平衡条件的实验中,实验前发现杠杆左端低,右端高,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节;实验时,如图3,在支点左端20 cm刻度处挂3个重均为0.5 N的钩码,在支点右端15 cm刻度处用弹簧测力计拉杠杆,使其水平平衡.要使弹簧测力计示数最小,弹簧测力计的拉力应沿方向,此时读数为N.4.以下是小明“研究杠杆平衡条件”的实验.(1)实验前,他将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,此时,应把杠杆左端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,在水平位置平衡.(2)在之后的实验过程中小明(填“能”或“不能”)再通过调节平衡螺母.使杠杆在水平位置平衡.(3)小明在整个实验过程中使杠杆始终在水平位置平衡,这样做的好处是:便于在杠杆上直接读出的大小.(4)如图4所示,小明将四个完全相同的钩码挂在杠杆左端距O点3格处后,则小明应在杠杆右端距O点格处挂6个与左端完全相同的钩码,或者在杠杆右端距O点4格处挂个与左端完全相同的钩码,才能使杠杆在水平位置平衡.(5)小明通过改变所挂的钩码个数,做了三、四次实验后,他所得到杠杆平衡的条件用字母式表示是:.五、布置课后作业分小组制作杆秤并进行“标度”,比赛哪一组的杆秤测出的物体的质量更为准确.设计意图:此实验作为课堂实验的延伸,帮助学生理解杠杆平衡条件,培养学生动手动脑的能力和创新能力.实验说明:一、实验内容《探究杠杆的平衡条件》是初中物理(苏科版九年制义务教育实验教科书)九年级上册的内容.本节内容是在学习过杠杆的概念及杠杆的五要素的基础上,通过实验探究,让学生总结出杠杆的平衡条件,培养学生动手实验的能力以及总结归纳的能力.通过本实验的探究为后面学习杠杆的分类做好理论上的准备.二、实验设计前考虑的问题1.大胆放手,让学生亲自动手.2.通过回忆如何调节天平平衡来学习调节杠杆平衡.3.力的大小、力臂的大小最好能随时知道.4.和学生讨论多次测量在本实验中的作用.5.为了解生活中的杠杆,课件展示可增加知识面.三、实验教学设计思路“探究杠杆的平衡条件”这个实验是物理课程标准提出的必做实验之一,本设计的课题把科学探究放在第一位,教学时让学生有目的地进行猜想假设,进而制定方案,进行实验、收集数据,分析数据、交流评估,得出结论,最后总结反思.学生通过实验认识到必须通过实验纠正自己的错误操作并得出正确结论,学生在完成这一探究过程中,教师加以适当的引导经历了自主探究且回顾了“归纳法”这种科学探究方法,培养了学生实事求是的科学态度及科学探究的能力.四、实验教学的特色及创新之处1.注重培养学生的实验探究能力、分析归纳能力和发现问题并解决问题能力.2.以学生为主体、探究为主线、注重知识的形成过程.3.利用多媒体课件使了解杠杆类型变得方便、快捷.4.及时总结反思,优化教学效果.。
探究杠杆的平衡条件教学反思反思一:探究杠杆的平衡条件>教学反思上完这节课,我有一个深刻的体悟:教学的过程是教与学的交往、互动的过程,是师生双方相互交流、相互沟通、相互启发、相互促进的过程。
在这个过程中,教师既要放手让学生自主探究,又要适时点拨、引导、讲授,为学生顺利自主探究提供有力的帮助。
下面我先讲述一下我的上课思路,我从让学生认识杠杆开始:1、通过阿基米德的一句名言(给我一个支点,我可以翘起整个地球),通过讨论,>总结杠杆的定义。
2、以撬石头为例,讲解关于杠杆的几个名词(支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂)。
我在对于杠杆五要素的教学过程中,改变了过去直接讲授的方式,而是让学生在主动学习的过程中和对影响杠杆平衡因素的认识中,通过师生交流合作,引出杠杆的五要素。
特别是力臂概念的引出,我考虑了很长时间,如果直接引出,可以节省时间,但不利于学生对力臂的理解和记忆,最后我通过在对"影响杠杆平衡因素"的简化合并的方法研究中,引出力臂的概念,这样符合了学生的认知规律。
然后探究杠杆的平衡条件,对于杠杆的平衡条件我采用科学探究的七个步鲰,并同时加以引导:1、【提出问题】:跷跷板须满足什么条件才能水平?2、【猜想与假设】引导学生猜想并作适当的假设。
3、【制定>计划与设计实验】对跷跷板进行简化:用带刻度的薄木板和铁架台自制杠杆,数量不同的钩码代替体重不同的人。
假如将两个钩码挂在左边12cm的位置上...4、【进行实验并收集数据】调节钩码个数和钩码离悬挂点的格数,使尺处于水平静止状态并制成表格收集整理比较数据:最后得出结论:所以我对"杠杆平衡条件"采用探究式教学。
通过情景的创设,让学生在愉快的氛围中产生疑问,提出了要探究的问题,然后,通过等式观念的讲解,使学生在明白"如何处理几个量之间的关系"的方法中,对杠杆平衡条件进行了猜想,既提高了学生学习的积极性,又使学生学会了处理问题的方法。
《科学探究:杠杆的平衡条件》教学反思《科学探究:杠杆的平衡条件》教学反思1、积极开展科学探究的教学①鼓励学生积极大胆地参与科学探究。
鼓励学生积极动手、动脑、通过有目的探究活动,学习物理概念和规律,体验到学科学的乐趣,了解科学探究的方法,获取科学知识,逐步树立科学创新的意识。
在本学期力争开齐开全演示实验与分组实验,组织好家庭实验与课外小实验活动。
②使学生养成对所做工作进行评估的好习惯。
在实验探究与各类探究活动中,培养学生自我评价与相互评价的能力,并通过评价改进探究方法,更深刻的领会物理知识。
③重视探究活动中的交流与合作。
教师在组织活动过程中,通过实验设计、共同实验、实验评价、实验交流与总结等环节,有意识的培养学生的团队意识和合作精神。
2、帮助学生养成自主性学习的习惯。
在教学过程中要帮助学生自己进行知识模块的构建,让学生会自己学习和自己整理知识。
每节课后可以让学生自己总结本节课的知识点,加深印象和理解,在利用有梯度的习题练习帮助学生形成完整的知识体系,长此以往学生会逐渐养成习惯,把学过的知识变成自己的。
3、培养学生的学习兴趣。
教师在讲解新课时,注重培养学生的好奇心和解决问题的能力,多使用启发式教学,物理知识与生活实际紧密结合,让学生通过生活中的实际现象发现规律,获得满足。
让学生运用物理知识解决生活中的某些问题,从而培养学生的学习兴趣。
4、加强与日常生活,信息技术应用的联系。
①以多种方式向学生提供广泛的信息。
由于物理学与生活、社会有着极为深密和广泛的联系,因此在实际教学中,要结合本地实际,选取学生常见的事例进行教学。
②把阅读理解,收集信息,观察记录作为课后作业的一部分,利用信息技术的模拟实验,让学生切实的感受实验现象体会实验过程,直观形象的观察结果,自己得出结论。
既增加了课堂乐趣,又提高了学生兴趣。
③尽可能让学生用信息技术进行物理模拟实验,提高学生信息技术的使用能力和进行试验收集数据的能力,让学生感受信息技术给学习乃至生活的便利,让物理更加生动,让学生用物理知识武装自己的头脑。
杠杆的平衡条件课后反思一、教学目标1. 让学生理解杠杆的平衡条件,即力矩相等。
2. 让学生掌握如何应用杠杆的平衡条件解决实际问题。
3. 培养学生的观察能力、动手能力和思维能力。
二、教学内容1. 杠杆的平衡条件:力矩相等。
2. 应用杠杆的平衡条件解决实际问题。
三、教学重点与难点1. 教学重点:杠杆的平衡条件及其应用。
2. 教学难点:如何理解并应用力矩的概念。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考杠杆的平衡条件。
2. 利用实验和实践,让学生直观地感受杠杆的平衡现象。
3. 运用案例分析法,让学生学会解决实际问题。
五、教学过程1. 导入:通过一个简单的杠杆实验,引导学生关注杠杆的平衡现象。
2. 新课:讲解杠杆的平衡条件,即力矩相等。
3. 实践:让学生进行实验,观察并记录杠杆的平衡条件。
4. 应用:分析实际问题,运用杠杆的平衡条件解决问题。
5. 总结:回顾本节课的内容,强调杠杆的平衡条件及其应用。
6. 作业:布置一些有关杠杆平衡条件的练习题,巩固所学知识。
课后反思:六、教学拓展1. 引导学生思考杠杆平衡条件的应用领域,如工程、物理、日常生活等。
2. 介绍一些著名的杠杆平衡实例,如翘翘板、剪刀、钳子等。
3. 探讨杠杆平衡条件在其他学科领域的应用,如力学、生物学等。
七、教学评价1. 评价学生对杠杆平衡条件的理解程度。
2. 评价学生运用杠杆平衡条件解决实际问题的能力。
3. 评价学生在实验和实践中的观察能力、动手能力和思维能力。
八、教学反思1. 反思教学内容是否全面、深入,是否符合学生的认知水平。
2. 反思教学方法是否恰当,是否能够激发学生的学习兴趣和积极性。
3. 反思教学过程是否注重学生的参与和实践,是否能够提高学生的动手能力和思维能力。
九、教学改进1. 对教学内容进行调整,加强对力矩概念的讲解和引导。
2. 尝试采用更多样的教学方法,如游戏、讨论等,提高学生的学习兴趣。
3. 增加实验和实践环节,让学生更多地进行动手操作,提高实践能力。
本文主要介绍了八年级杠杆平衡条件实验教案的反思与展望,从实验设计、教学方式、学生反馈等多个方面进行了分析。
一. 实验设计1. 实验的目的和意义本实验的主要目的是让学生通过观察杠杆的平衡条件,掌握力的平衡条件和杠杆原理,同时培养学生的动手能力和实验精神。
2. 实验的设计和安排在实验设计中,我们确定了实验的目标和教学内容,选择适合的实验材料和工具,制定实验步骤和操作要求,并对实验进行了反复试验和改进。
在实验的安排中,我们把实验分为实验前、实验中、实验后三个部分,分别进行教学。
在实验前,我们对相关知识进行简单介绍,并引导学生根据自己的观察,提出疑问和发问。
在实验中,我们让学生自己动手进行实验,并帮助学生解决实验中遇到的问题。
在实验后,我们通过讨论、总结和交流的方式,让学生对实验过程进行思考和反思,进一步巩固所学知识。
二. 教学方式1. 教学方法的选择在教学方法的选择上,我们采用了多种教学方法,包括讲解、展示、示范、讨论、实验、任务式学习等。
通过这样的多种教学方法的采用,能够更好地满足学生多样化的学习需求。
2. 教学效果的评估在教学效果的评估中,我们使用多种评估方式来评估学生的学习效果,包括作业评估、实验报告评估、课堂问答等。
通过这样的评估方式,能够更好地掌握学生的学习情况,并及时调整教学内容和方法。
三. 学生反馈1. 学生对实验的反应从学生的反应来看,他们对这个实验非常感兴趣,认真地学习和探究。
在实验中,他们也能够很好地完成实验操作和记录,希望以后还能继续进行这样的实验。
2. 学生对教学的反馈从学生的反馈中可以看出,他们对教学方式和内容比较满意,认为教师对学生进行引导比较到位,同时也希望加强实验的互动和合作,更好地培养实验精神和动手能力。
四. 展望1. 实验内容丰富在未来的实验教学中,应该尽可能地丰富实验教学的内容,从实际生活中挖掘更多的话题,涵盖更多的科学知识和技能,能够更好地激发学生的兴趣和热情。
探究杠杆的平衡条件改进反思作者:苏春永来源:《试题与研究·教学论坛》2016年第28期实验器材:带有刻度的杠杆、支架、一盒钩码、弹簧测力计。
第一步:把杠杆安装在支架上,使其能灵活地绕支点转动,在挂钩码前,发现杠杆左端低,右端高,将杠杠左端的平衡螺母向右调,或将杠杆右端的平衡螺母向右调,使杠杆处于水平静止状态,使杠杆水平静止。
这样做的目的是减少杠杆的自重对实验的影响。
第二步:先在支点左侧,20cm处挂一个0.5N的钩码,试一试需要在指点的右侧10cm处挂几个钩码,能够使杠杆再一次水平静止,杠杆水平静止后,将实验所测数据填入实验记录的表格内,将作用在杠杆左边的力,作为动力F1,则F1=0.5N,动力臂L1为20cm,F1×L1=10作用在杠杆右侧的力为F2,F2=1N,阻力臂L2为10cm,F2×L2=10(改变钩码的位置和钩码的个数,再做一次实验)。
第三步:将支点左侧,距支点5cm处,挂3个钩码,试试看,在支点右边15cm处,需要挂几个钩码可以使杠杆再次水平静止。
待杠杆在水平位置平衡后,把实验数据填入记录表格内,动力F1,F1=1.5N,动力臂L1为5cm,F1×L1=7.5,作用在杠杆右侧的力为F2,F2=0.5N,阻力臂L2为15cm,F2×L2=7.5。
在杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,保持杠杆在水平位置平衡,其目的是便于测量力臂和减少实验误差。
第四步:通过两次记录的实验数据,进行对比分析,知道:杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂F1×L1=F2×L2。
结论:(1)杠杆的平衡状态是指杠杆处于匀速转动状态,或者静止状态,静止时的位置不一定是在水平位置。
(2)杠杆处于平衡状态时,动力×动力臂=阻力×阻力臂。
如果用杠杆一端挂钩码,另一端用弹簧测力计竖直向下拉的方法做实验,用这种方法做实验的好处是确定动力作用点后,可以通过改变拉力的大小使杠杆更快地在水平方向平衡。
《杠杆的平衡条件》教学反思
通江中心校唐晓宇
一、反思的问题:怎样进行杠杆中“力臂”的教学
二、发现的问题:
以前在讲有关杠杆的概念时,都是先直接讲力臂,练习画动力臂、阻力臂,再学习杠杆的平衡条件。
这次第一节课设计了学生探究实验,但课堂上占用太多时间,使后面杠杆平衡实验时间太少,这样处理也不太合理。
在以后的教学中,我应调整思路。
先进行杠杆、动力和阻力想学习,在引导学生思考平常所见的杠杆用力的大小与什么有关,通过教师演示一个小实验:在同一点不同方向用力,力的大小不同。
说明力的大小与支点到力的作用点之间的距离无关,而是与支点到力的作用线的距离有关。
以此来向学生说明力臂的重要性。
把重点放在下一个探究实验中。
三、教学反思:
课堂教学中,通过多种形式,师生互动学生动手实践、自主探索与合作交流,让学生获取知识的同时,在思维能力、情感态度价值观等多方面得到进步和发展。
培养学生的分析、独立思考能力,鼓励学生发表自己的意见,并与同伴进行交流。
教师提供适当的帮助和指导,重视创设问题情境,使学生能真正地理解知识。
探究杠杆的平衡条件教学反思
1、《探究杠杆的平衡条件》被选作课例课,是因为它很适合学生的分组实验。
我上了两个班,我放手让学生做这个实验。
通过提问和巡视发现成绩好的同学做的很好,能按要求完成实验,得出正确结论,而且有的学生还正确回答了杠杆平衡条件等式是乘的形式而不是加减形式。
可是有不少学生做完以后还是糊里糊涂的。
事后我查看了学生的课本上的记录,发现存在不少问题:
(1)、单位问题:力臂单位用cm,没换成m;力的单位不是N而用了g。
(2)、次数问题:有的组学生只测了一组数据或两组数据或三组数据但有不少数据是重复的。
(3)、实验结论:大部分同学结论填写正确,还有一部分学生结论未填。
2、通过教学后的探讨和思考,我认为“探究杠杆平衡条件”这一实验,最关键的是:
(1)、实验的设计
课本中的设计是理想化的,降低了初中生实验的难度。
学生对未挂钩码前调节杠杆在水平位置平衡和挂钩码后调节杠杆在水平位置平衡的作用和目的不太理解,没有经历从一般到特殊、从简陋到理想化的过程,这是课本编写的不足,也是中国式探究实验的绝限。
(2)、实验结论的得出
学生从数据到结论跨度大。
如何处理、分析数据得出正确结论,课本
中没有叙述和引导,只是给公式填空,真正的结论也已经给出了。
人教版在处理这一问题时,是给出了分析处理数据得出结论方法,让学生自己得出结论。
另外一个问题是,是要保证一节课的完整而缩短学生探究实验的时间,还是要保证学生有足够的时间来完成整个探究实验。
这个问题处理不好探究实验就变成验证性的实验或变成流于形式,学生的收获还是很小。
几个苏科版“探究杠杆的平衡条件”实验问题的思考
季卫新
【期刊名称】《中学物理(初中版)》
【年(卷),期】2014(032)007
【总页数】2页(P18-19)
【作者】季卫新
【作者单位】南京师范大学附属中学江宁分校江苏南京211102
【正文语种】中文
【相关文献】
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5.创新实验教学让探究“走心”——兼谈“杠杆平衡条件”实验的改进
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探究杠杆的平衡条件教学反思9篇探究杠杆的平衡条件教学反思1在这个探究试验过程中主要有以下几个胜利之处:1、紧贴生活创设思维的空间,为学生拨开云雾,展开猜测的翅膀。
课堂上我利用典型、生动且为学生熟识的事实和生活体验引导学生进入猜测,要求他们不要盲目猜测,而应依据现有的学问或体会,进行有科学根据的猜测,培育学生的思索分析能力,并自然地进入探究活动,激发学生的探究热情。
在试验过程中,通过巡察准时纠正学生操作上的错误,避开错误的数据误导学生,使每一组都能顺利完成试验。
课上能准时对学生作出客观、科学、合理的评价,让学生充分体会到探究的乐趣,收获胜利的喜悦。
2、引导学生分析数据,形成科学的结论,培育学生分析概括能力。
这一节课的关键是对数据的.进行分析得出正确的结论,但试验结论隐藏在数据中不易被发觉,因此在教学中选择适当的数据展示在黑板上,引导学生查找数据之间的互相关系,在师生的共同努力下顺利地得出结论。
3、营造宽松环境,培育敢想敢说的精神。
教师在课堂上的权威,往往使学生不敢发表自己的见解,因此课堂上奇妙引导学生,让学生主动思索,畅所欲言,产生各种的猜测和结论,激发更多的探究杠杆的平衡条件教学反思2〈〈探究杠杆的平衡条件〉〉是一节试验探究课。
由于新课标注重学生经受探究的过程,所以我在教学中充分给学生一个丰富多彩的布满设想与实践的探究世界,因此本节课的教学我是采纳科学探究的方法来完成的。
下面我就按教学过程对本节课进行反思。
一、提出问题。
在这一过程我先请大家回想玩跷跷板时,是如何保持平衡的?对此你能提一个让我们探究的问题吗?创设了问题情景。
爱因斯坦曾说:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题或许只是一个技能而已,而提出新的问题,却需要创造性的想象力。
因此应让学生充分思索,尽情的提问题,培育学生的问题意识和发觉问题的能力。
依据生活实例大胆猜测,培育学生的直觉思维。
这一教学过程由实际入手,学生协作也较好,所以完成较好。
一、教学背景1. 教学目标:通过本节课的学习,使学生理解杠杆平衡的条件,掌握杠杆平衡的计算方法,培养学生的实验探究能力和科学思维。
2. 教学内容:杠杆平衡条件的探究、杠杆平衡条件的计算方法。
3. 教学对象:八年级学生。
二、教学过程1. 导入新课:以生活中常见的杠杆现象引入,激发学生的学习兴趣。
2. 实验探究:让学生动手实验,观察杠杆平衡现象,分析影响杠杆平衡的因素。
3. 讲解杠杆平衡条件:结合实验结果,讲解杠杆平衡条件,让学生理解其含义。
4. 计算杠杆平衡:通过实例讲解杠杆平衡的计算方法,让学生掌握计算技巧。
5. 总结与拓展:总结本节课所学内容,引导学生思考杠杆平衡在生活中的应用。
三、教学反思1. 教学目标达成情况:(1)学生在实验探究过程中,积极参与,观察认真,分析问题能力有所提高。
(2)学生能够理解杠杆平衡条件,掌握杠杆平衡的计算方法。
(3)学生在课堂讨论中,能够提出自己的观点,并进行合理分析。
2. 教学方法:(1)实验教学:通过实验探究,让学生直观地感受杠杆平衡现象,提高学生的动手能力和观察力。
(2)引导启发式教学:在讲解杠杆平衡条件时,注重引导学生思考,培养学生的科学思维。
(3)实例教学:通过实例讲解杠杆平衡的计算方法,让学生在实际问题中运用所学知识。
3. 教学效果:(1)学生在实验探究过程中,对杠杆平衡现象有了更深入的了解。
(2)学生在课堂讨论中,能够积极发言,提出自己的观点,提高学生的表达能力。
(3)学生在解决实际问题时,能够运用杠杆平衡知识,提高学生的综合运用能力。
4. 改进措施:(1)在实验探究过程中,引导学生观察、分析、总结,提高学生的实验探究能力。
(2)在讲解杠杆平衡条件时,注重与生活实际相结合,让学生更容易理解。
(3)在课堂讨论中,鼓励学生积极参与,培养学生的团队协作精神。
(4)课后布置一些与杠杆平衡相关的练习题,巩固所学知识。
四、教学总结通过本节课的教学,学生对杠杆平衡有了更深入的了解,掌握了杠杆平衡的计算方法。
对《探究杠杆的平衡条件》实验的思考
孙达家
【期刊名称】《中学物理(初中版)》
【年(卷),期】2013(031)002
【总页数】1页(P47)
【作者】孙达家
【作者单位】金湖县实验初中江苏金湖211600
【正文语种】中文
【相关文献】
1.苏科版初中物理实验:“探究杠杆平衡条件”实验的教学探讨
2.浅谈科学探究性实验的教学实施——以《探究杠杆的平衡条件》为例
3.有效运用生活物品提升实验教学效果——以"探究杠杆的平衡条件"实验为例
4.通过实验设计创新发展学生物理核心素养--以“探究杠杆的平衡条件”为例
5.创新实验教学让探究“走心”——兼谈“杠杆平衡条件”实验的改进
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探究杠杆平衡条件实验中的问题解答小宇和小红利用杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个,探究杠杆平衡条件。
1.实验前,他们先将杠杆调到水平平衡,你认为他们这样做的目的是什么?若杠杆出现图1所示,你认为如何调节?解答:实验前将杠杆调到水平平衡目的是让杠杆的重力作用线过支点,这样可忽略杠杆重力对实验的影响。
出现图1情况,可将杠杆上的平衡螺母向右调节,直至杠杆水平平衡。
2.实验中,他们一直也保持杠杆水平平衡,这样做的好处是什么?若实验中出现图2 所示情况,如何调节?解答:实验中保持杠杆水平平衡好处是便于直接读出力臂。
实验中我们可以通过调节所挂钩码个数和位置使杠杆水平平衡,出现图2情况,可将杠杆左侧或右侧的钩码向右移动,或者减少杠杆右侧的钩码个数,直至杠杆水平平衡。
他根据数据得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论。
你认为她的实验结论是否正确?如果不正确,你的理由是什么?解答:他的实验结论不正确。
一是实验次数少,不能排除实验的偶然性;二是不同的物理量不能相加。
4.如图3所示,当在B处挂了三个钩码时,要使杠杆平衡,应在A处挂几个钩码?(每个钩码的质量相等)解答:要使杠杆平衡,应在A处挂两个钩码。
5.小红在实验中不断改变钩码个数和位置,始终保持杠杆水平平衡,进行多次实验,她认为杠杆平衡的条件是“阻力×阻力作用点到支点的距离=动力×动力作用点到支点的距离”,你认为她的结论正确吗?用图4所示的装置,怎样通过实验来说明该结论是否正确.解答:不正确。
实验方法:(1)将弹簧测力计斜向右(或斜向左)拉,保持杠杆水平平衡;(2)读出测力计的示数F1;量出动力作用点到支点的距离L1;(3)用测力计测出三个钩码的重力即阻力大小F2,量出阻力作用点到支点的距离L2;(4)计算F1×L1的值与F2×L2的值,再进行比较,可以得出上述结论不正确。
6.若某次实验中用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,如图5所示,杠杆平衡时弹簧测力计的示数为F a,若在同一处斜向下拉,杠杆要求在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数为F b,则F a F b (填“大于、小于、等于”),因为______________________________ 。
关于苏科版初中物理教学中两个实验的思考赵抒怡(江苏科技大学附属中学ꎬ江苏镇江212016)摘㊀要: 探究平面镜成像的特点 和 探究杠杆的平衡条件 是苏科版初中物理教学中两个重要的实验.文章结合近几年各地试题中出现的一些 不统一 现象ꎬ对平面镜成像实验中涉及的 等效替代问题 和杠杆平衡实验中涉及的 实验前杠杆的调节问题 进行详细的探讨和思考.关键词:平面镜成像ꎻ杠杆平衡ꎻ试题分析中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)26-0116-03收稿日期:2023-06-15作者简介:赵抒怡(1992.10-)ꎬ女ꎬ硕士ꎬ中学一级教师ꎬ从事初中物理教学研究.㊀㊀ 探究平面镜成像的特点 和 探究杠杆的平衡条件 是苏科版初中物理教学中两个重要的实验.下面将结合各地近几年出现的部分试题ꎬ重新对这两个实验的设计思路作进一步分析.1探究平面镜成像的特点探究平面镜成像的特点 是苏科版物理第三章第四节内容.平面镜成像实验是中学物理光学部分的一个重要实验ꎬ对学生的实验设计能力㊁实验操作能力以及规律总结能力都有一定的要求.因此这个实验也成为各个地区八年级上册甚至中考的热点考查实验.下面例举节选3道关于平面镜成像的实验题以分析平面镜成像的特点.(题中序号为原题序号)题1㊀小利同学利用如图1所示的装置ꎬ做探究 平面镜成像特点 的实验.图1㊀探究实验装置图(2)在竖直的玻璃板前点燃蜡烛Aꎬ拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动ꎬ他的眼睛一直在玻璃板的A侧观察ꎬ直至看到ꎬ这样ꎬ蜡烛B就替代了蜡烛A的像ꎻ题2㊀如图2是探究 平面镜成像特点 的实验装置图.图2㊀探究实验装置图㊀㊀㊀图3㊀探究实验装置图(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛Aꎬ可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像ꎬ取一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动ꎬ直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合.在比较物与像的大小关系时ꎬ蜡烛B替代的是(选填 蜡烛A的像 或 蜡烛B的像 )ꎬ看到蜡烛是由光的反射(选填 反射 或 折射 )形成的.题3㊀小丁利用图3装置探究 平面镜成像的611特点 ꎬ在水平桌面上铺一张白纸ꎬ再将玻璃板竖立在白纸上ꎬ把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面ꎬ再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动ꎬ直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合. (1)把光屏放在玻璃板后ꎬ无论如何移动ꎬ都不能承接到蜡烛A的像ꎬ说明平面镜所成的像是像.在比较物与像的大小关系时ꎬ蜡烛B替代的是(选填 蜡烛A 或 蜡烛A的像 )ꎬ能看到玻璃板后的蜡烛B是由光的(填 反射 或 折射 )形成的ꎻ题1的第(2)问㊁题2的第(2)问㊁题3的第(1)问都涉及到一个共同的问题:蜡烛B替代的究竟是 蜡烛A 还是 蜡烛A的像 .题1中第(2)问题干直接给出 蜡烛B就替代了蜡烛A的像 ꎬ题2的第(2)问两个选项 蜡烛A的像 或 蜡烛B的像 ꎬ参考答案给的是 蜡烛A的像 ꎬ题3的第(1)问两个选项 蜡烛A 或 蜡烛A的像 ꎬ参考答案给出的是 蜡烛A的像 .在本实验中有两个重要目的ꎬ一是确定像的位置ꎬ二是比较像与物的大小关系.由于无法将蜡烛A与其像放到一起比较ꎬ实验中用到了等效替代的方法ꎬ借助一根与蜡烛A相同的蜡烛B来帮助确定像的位置ꎬ比较像与物的大小.通过蜡烛B与蜡烛A的像完全重合这一现象ꎬ得出平面镜所成像与物等大的结论.那蜡烛B在此实验当中究竟是替代谁?对于目的一:确定像的位置ꎬ实验中把蜡烛B放在蜡烛A的像所在位置ꎬ蜡烛B所在位置即为蜡烛A的像所在位置ꎬ可以说成ꎬ用蜡烛B的位置替代了蜡烛A的像的位置.对于目的二:比较像与物的大小关系ꎬ若如上述题中所述ꎬ蜡烛B是替代的 蜡烛A的像 ꎬ那蜡烛B的设置理应是和 蜡烛A的像 相同ꎬ而不是设置和 蜡烛A 相同.换句话说ꎬ在未知平面镜成像物与像大小关系时ꎬ若用蜡烛B去替代 蜡烛A的像 ꎬ应选择一个和 蜡烛A的像 完全相同的蜡烛Bꎬ实现用蜡烛B替代 蜡烛A的像 ꎬ再将蜡烛B与蜡烛A进行比较ꎬ观察两者是否相等ꎬ从而得到像与物大小关系[1].但很显然在平面镜成像实验中并不是用这样的思想ꎬ所以在比较像与物大小关系时ꎬ蜡烛B替代的并非是 蜡烛A的像 而是替代的 蜡烛A .由于蜡烛A无法拿到玻璃板后面与其像进行比较ꎬ所以借助与A自身相同的B去替代Aꎬ与玻璃板背面A的像比较大小.若两者重合则说明物体A与其在平面镜中的像大小相等ꎬ符合本实验的设计思路.因此上述几道试题中的描述或答案的设置值得商榷ꎬ此类问题在今后命题时应该注意严谨性和准确性.2探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件 是苏科版物理第十一章第一节内容ꎬ是初中物理力学部分的一个重要实验ꎬ对学生的思维能力㊁实验设计能力和数据处理能力都有一定的要求.下面例举3道关于探究杠杆平衡条件的实验题节选.(题中序号为原题序号)题1㊀某同学利用装置进行杠杆平衡条件的探究ꎬ每个钩码均重0.5N.(1)在图4装置中ꎬ实验前首先要调节杠杆两端的平衡螺母ꎬ使杠杆在位置平衡ꎬ这样做目的是ꎻ图4㊀实验装置图㊀㊀图5㊀实验装置图㊀㊀图6㊀实验装置图题2㊀在 探究杠杆的平衡条件 的实验中: (1)如图5ꎬ将螺母向调节ꎬ使杠杆在水平位置平衡ꎬ其目的是.题3㊀在 探究杠平衡条件 的实验中: (1)实验前发现杠杆左端下沉ꎬ如图6ꎬ可将杠杆右端的平衡螺母向调节ꎬ直至杠杆平衡.实验前的调节平衡的目的有两个:①消除杠杆自重对平衡的影响ꎻ②便于测量.上述题1和题2的第(1)问均考查测量前调节杠杆水平平衡的目的.题1中提供的参考答案是便711于测量力臂ꎻ题2中提供的参考答案是避免杠杆自身的重力对实验的影响和便于测量力臂的大小.两题问题一致ꎬ但是提供的参考答案却不相同.题3中第(1)问只描述要调节杠杆平衡ꎬ未强调水平位置ꎬ给出了调节杠杆平衡的两个目的:一是消除杠杆自重对平衡的影响ꎻ二是便于测量力臂.题3和题2的问题不同ꎬ给出的 目的 却完全相同.这就值得我们重新思考ꎬ实验前对杠杆进行调节的目的究竟是什么?只是为了 便于测量力臂 还是只是为了 消除杠杆自重对实验的影响 ꎬ还是两者必须兼顾. 平衡 和 水平平衡 是两个不同的概念ꎬ从调节的要求 水平平衡 来看ꎬ可以拆分成两个关键词 平衡 和 水平 ꎬ即既需要调节杠杆保持平衡状态ꎬ又需要控制在水平位置.下面分别对 平衡 和 水平 进行讨论.杠杆保持静止是最简单的平衡状态ꎬ不管处于什么位置的平衡状态ꎬ根据 悬挂法 可以判断杠杆的重心位于过其支点且与地面垂直的这条直线上[2].如图7中虚线所在位置通过支点ꎬ所以在施加外力之前ꎬ杠杆在任意位置保持平衡时ꎬ杠杆自身重力产生的力臂均为零.相反ꎬ如果测量前未对杠杆调节平衡ꎬ杠杆处于非平衡状态时就开始进行实验ꎬ这时杠杆自身重力产生的力臂则不为零ꎬ对后续实验的测量㊁数据的处理㊁规律的总结带来影响.因此测量前调节杠杆的平衡是必要的步骤ꎬ目的在于消除杠杆的自重对实验的影响.图7㊀实验装置图需要说明的是ꎬ整个实验中要达到消除杠杆自重对实验影响这一目的ꎬ必须使得杠杆在测量前和施加外力后保持在相同的位置平衡ꎬ即如图8所示ꎬ若实验前调节杠杆在倾斜位置平衡ꎬ施加外力之后仍然要保持在此位置平衡ꎬ即角a必须等于角bꎬ这也是此实验得出正确结论的必要要求[3].因此ꎬ调节杠杆在倾斜位置平衡ꎬ理论上是完全可行的ꎬ但是实际操作中会带来两个问题:一是不方便控制测量前和施加外力后杠杆位于相同的倾斜位置ꎻ二是给力臂的测量带来麻烦.因此ꎬ本实验要求中强调 水平位置 显得很有必要.综上分析ꎬ上述题1与题2中ꎬ关于 测量前调节杠杆水平平衡的目的 可以概括为:消除杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂ꎬ两者缺一不可.题3中的问题描述存在问题ꎬ应该强调 水平平衡 ꎬ如果只强调 平衡 没有 水平 ꎬ那目的只有一个:消除杠杆自重对实验的影响ꎬ并没有达到便于测量力臂的目的.图8㊀实验装置图综上分析ꎬ在平面镜成像实验中ꎬ为达到确定像的位置这一目的ꎬ蜡烛B是替代了蜡烛A的像的位置ꎬ但是在比较像与物大小时ꎬ蜡烛B的作用是替代了蜡烛A本身而非其他.在杠杆平衡实验中ꎬ回答 实验前调节杠杆水平平衡的目的 时ꎬ应该注意到 平衡 和 水平 两个关键词ꎬ分别对应 消除杠杆自重的影响 和 便于测量力臂 ꎬ这两个目的缺一不可.在课堂教学中ꎬ对这两个实验的原理和设计思路要仔细分析ꎬ注意准确讲解引导学生分析.参考文献:[1]谌华生.关于 探究平面镜成像的特点实验中是否应用两支相同的蜡烛 的论述[J].中学物理ꎬ2016ꎬ34(22):51-52.[2]赵洪明.杠杆平衡实验的类型分析[J].数理化解题研究ꎬ2021(20):54-55.[3]王福合ꎬ隗功民ꎬ高新红.关于杠杆平衡条件的深入探讨[J].中学物理教学参考ꎬ2021ꎬ50(16):45-47.[责任编辑:李㊀璟]811。
杠杆的平衡条件课后反思一、教学目标1. 让学生理解杠杆的平衡条件,即动力×动力臂=阻力×阻力臂。
2. 培养学生运用杠杆平衡条件解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过实验和观察,发现杠杆平衡的规律。
二、教学内容1. 杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
2. 实验操作:如何进行杠杆实验,观察和记录杠杆的平衡状态。
3. 实例分析:运用杠杆平衡条件解决实际问题,如撬棒、剪刀等。
三、教学重点与难点1. 教学重点:杠杆的平衡条件及其应用。
2. 教学难点:理解并运用杠杆平衡条件解决实际问题。
四、教学方法1. 实验法:引导学生进行杠杆实验,观察和记录杠杆的平衡状态。
2. 讲授法:讲解杠杆的平衡条件及其应用。
3. 案例分析法:分析实际生活中的杠杆现象,引导学生运用杠杆平衡条件解决问题。
五、教学过程1. 导入:通过一个简单的杠杆实验,引发学生对杠杆平衡条件的兴趣。
2. 新课讲解:讲解杠杆的平衡条件,引导学生理解并记忆。
3. 实例分析:分析实际生活中的杠杆现象,让学生学会运用杠杆平衡条件解决问题。
4. 小组讨论:让学生分组讨论,分享各自对杠杆平衡条件的理解和应用。
6. 课后作业:布置相关练习题,巩固学生对杠杆平衡条件的掌握。
课后反思:本节课通过实验、讲解和实例分析等多种教学方法,使学生掌握了杠杆的平衡条件,并能运用到实际问题中。
但在教学过程中,发现部分学生在理解动力臂和阻力臂的概念上还存在一定的困难。
在今后的教学中,可以考虑通过更直观的演示或引导学生进行更多的实践操作,以帮助学生更好地理解和掌握这一知识点。
也要注重培养学生的动手能力和团队协作精神,使他们在解决实际问题时能更加得心应手。
六、教学拓展1. 引导学生探讨杠杆的分类,如一级杠杆、二级杠杆和三级杠杆,并了解它们在生活中的应用。
2. 介绍杠杆的平衡调节方法,如如何通过改变力的大小、力臂的长度或改变杠杆的长度来使杠杆平衡。
初中物理《科学探究:杠杆的平衡条件》教学反思这是第一课时,在设计上以探究实验为基础,通过实验探究杠杆的平衡条件,体现从生活走向物理,从物理走向社会,提倡学习方式的多样化,努力构建一种自主、合作、探究的课程文化,让研究性学习走进物理课堂,走进物理教学。
教学过程中体现了小组互助合作,并在物理教学中体现物理的艺术性、语言的激励性。
坊子区教研室王局长对本节课评价中提到备课、讲课、学生互动常态高效、老师学生主动思考,教师环卫思想为了学生去指导,教师把学生思维过程中遇到的障碍当作自己解决问题的重点。
在学生的活动方面小组的活动不够大胆,学生的心声未能充分、大胆、积极的表达出来。
对杠杆的平衡条件的结论未能充分的落实。
通过全区物理教师同仁们帮助和指点我对本节课中存在的问题逐一思考并进行缜密的思考特提出以下改进建议:1、关注与高中课堂知识的连贯如力臂的概念理解(强调作用线的画法以及直角板的使用),支点的理解与高中的轴联系。
2、在对杠杆的概念进行总结使用“模型法概念”时,多给学生准备点可以动手操作的器械工具,如铁丝、钉子板、剪纸、细线等可以用杠杆器具操作时用到的一些材料。
3、在强化力臂的画法时结合中考,让学生对照实物进行练习。
4、杠杆的平衡条件探究实验过程中要充分引导学生讨论,引导学生充分对结论的分析进行讨论,对于结论中出现的问题如力与力臂相加的情况可以让学生去分析它的巧合性不要教师代办。
(如果学生没有得到这样的数据教师可以举例动力等于阻力时的特殊情况)这是第一课时,在设计上以探究实验为基础,通过实验探究杠杆的平衡条件,体现从生活走向物理,从物理走向社会,提倡学习方式的多样化,努力构建一种自主、合作、探究的课程文化,让研究性学习走进物理课堂,走进物理教学。
教学过程中体现了小组互助合作,并在物理教学中体现物理的艺术性、语言的激励性。
坊子区教研室王局长对本节课评价中提到备课、讲课、学生互动常态高效、老师学生主动思考,教师环卫思想为了学生去指导,教师把学生思维过程中遇到的障碍当作自己解决问题的重点。
几个苏科版“探究杠杆的平衡条件”实验问题的思考
作者:季卫新
来源:《中学物理·初中》2014年第07期
苏科版(2007年6月第2版)物理九年级上册第十一章第一节,设置有“活动11.2:探究杠杆的平衡条件”.对于该探究实验,笔者通过平时的教学活动、集体备课和公开课评课等途径,发现有三点尚需要商榷,特此撰文与大家探讨.
1杠杆为什么要调节到水平位置平衡
在实验开始前,教材建议需要将杠杆调节到“水平位置”平衡,针对这个要求,许多老师给出的解释是“便于在杠杆上直接读取力臂”或者是“便于测量力臂”.其实,原因还有一个:为了避免杠杆自身重力对其平衡的影响.
但是,在实际教学过程中,有很多的老师对此表示不理解.他们认为,杠杆的支点本身就在重心上,如图1所示,物理杠杆在什么位置平衡,由于重力的方向通过支点,所以重力对于杠杆的力臂始终为零,则FG•lG=0,则重力对于杠杆的平衡没有影响.这个想法是错误的.
在实验室提供的杠杆,其支点实际上并不是在其重心上,而是在水平中心位置偏上、或偏下一点,如图2所示.当杠杆在如图2甲所示位置平衡时,杠杆自身重力对杠杆的平衡没有影响;但是如果在如图2乙位置平衡时,则杠杆的自身重力对其平衡就有影响了.
那么,实际的杠杆为什么不将支点(小洞)设置在重心位置呢?如果支点不在重心位置,那么杠杆的自身重力又为什么对其平衡有影响呢?
2007年湖南省株洲市中考物理试卷有这样一题:在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序,该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移,以使它准确位于轴心上.如图3所示,一个质量为M=80 kg、半径为R=0.6 m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心(图中两虚线的交点)自由转动.用力推动一下大飞轮,飞轮转动若干周后停止.多次试验,发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置.
根据以上情况,可以初步确定飞轮重心P可能在图中.
A.轴心正下方的某一位置
B.轴心左侧的某一位置
C.轴心右侧的某一位置
答案为A,飞轮重心P可能在轴心正下方的某一位置,如图3中的P点.
由该题目可以看出:由于重心位置在支点的正下方一点,所以飞轮容易在如图3位置平衡(静止).如果飞轮处于如图4所示位置的话,在转动过程中是不易平衡的.如图4可以看出,此时重力所在的直线没有通过支点,因此会形成一定的力臂,导致FG•lG≠0,此时重力的作用效果会使飞轮沿顺时针方向转动,最终仍然平衡在如图3所示位置.这也就是实际的杠杆为什么不将支点(小洞)设置在重心位置的原因.
因此,实际的杠杆为什么不将支点(小洞)设置在重心位置,这样可以使杠杆更容易在水平位置平衡;而且一旦杠杆在水平位置平衡后,“便于在杠杆上直接读取力臂”或者是“便于测量力臂”,还可以“避免杠杆的自身重力对其平衡带来影响”.
2如何设计探究过程
在“探究杠杆的平衡条件”活动中,教材使用的设计为:如图5所示,分别研究以下三种杠杆在水平位置平衡的情况,并
知电阻两端的电压和通过的电流,最后运用测量的物理量求出未知电阻,写出表达式.
例3(2011年佛山中考第20题)晓强同学想用伏安法测定额定电压为U0的定值电阻元件的额定功率.请你帮他完成以下工作:
(1)本实验的原理是.
(2)根据实验原理请你在框内画出实验电路图.
(3)晓强同学按设计好的实验电路图把相关的实验器材连接好,闭合开关后发现电路有故障,经检查发现是电流表(或电压表)坏了.请你在不增加实验器材的前提下,任选一种情况测定元件的额定功率.要求画出实验电路图,简述主要实验步骤并写出额定功率表达式.(已知滑动变阻器的最大阻值为R0)
解(3)虽然此题是要测量电阻的额定电功率,但本质还是一道单表测电阻的题目.大概思路是先用单表测电阻方法求出Rx,然后用公式P=U2/R求出额定电功率.所以,根据题目要求,可以在上表选择电路设计:(具体步骤如上表所示)
动态电路问题千变万化,纷繁复杂,在教学的过程中教师应该注重引导学生举一反三,在不断的训练中归纳反思,使学生能够从更高的角度来学习这一部分知识,有新的认识和新的提高,扎实培养学生的学习能力,为学生的终生学习奠定坚实的方法基础.
将结果记入表格中(各测一组数据).
(1)钩码和弹簧测力计的位置保持不变,改变钩码的数量;
(2)钩码的数量和位置保持不变,改变弹簧测力计的位置;
(3)钩码的数量和弹簧测力计的位置保持不变,改变钩码的位置;
对以上设计归纳总结可以发现,其变量就是三个:钩码的数量、钩码的位置和弹簧测力计的位置.
对此,老师们也有不同想法:
想法一:既然弹簧测力计是竖直向下拉,没有改变拉力方向,那么为什么不可以改成两边都用挂钩码的方式?
想法二:采用教材的设计,在实际实验过程中发现,弹簧测力计的读数总是会偏小,这是偶然误差还是系统误差?是不是实验设计本身存在缺陷?
想法三:实验过程中,为什么不改变弹簧测力计拉力方向,采集向左、向右倾斜时的数据?
想法四:为什么设计的三次实验都是动力和阻力分居支点两侧的?同侧情况不探究,会不会出现结论的偶然性?
针对以上想法,笔者通过查阅相关资料、咨询专家思考之后认为:
(1)对于想法一,持支持的态度.
(2)对于想法二,之所以出现“弹簧测力计的读数总是会偏小”的现象,其原因是弹簧测力计本身有重力,可以通过实验前的校零来避免.校零时将弹簧测力计挂钩抓住,使其自然下垂;同时,在进行实验时,一定要拉动弹簧测力计的提钮,不要抓弹簧测力计的外壳.
(3)对于想法三和四,也持支持的态度.
所以,归纳起来,笔者认为,应该对“探究杠杆的平衡条件”活动进行如下设计较为恰当:
步骤1将杠杆调节到水平位置平衡,如图6所示,设左边钩码对杠杆的拉力为阻力F2,左边钩码对杠杆的拉力为动力F1,通过改变两边钩码数量和位置,获取四组数据,填入表格(如表1);
表1 探究杠杆的平衡条件
实验序号F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm
12 (89)
设计意图这样设计可以采集到以下四种情况:①左边的钩码数量和位置不变,改变右边的钩码数量,通过调节右边钩码位置使杠杆在水平位置平衡;②左边的钩码数量和位置不变,改变右边的钩码的位置,通过调节右边钩码数量使杠杆在水平位置平衡;③右边的钩码数量和位置不变,改变左边的钩码数量,通过调节左边钩码位置使杠杆在水平位置平衡;④右边的钩码数量和位置不变,改变左边的钩码的位置,通过调节左边钩码数量使杠杆在水平位置平衡.这样设计,存在特殊情况——力臂就在杠杆上,使得“支点到力线的距离”等价于“支点到力的作用点的距离”,容易使学生产生错误的结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”.
步骤2如图7所示,钩码的数量和钩码的位置保持不变,改变弹簧测力计拉力的方向,使其分别向左和右倾斜,获取两组数据,填入表格;
设计意图这样设计的好处就是避免了上面“步骤一”设计的缺陷,使得“支点到力线的距离≠支点到力的作用点的距离”,就不会让学生产生错误的结论.另外,当弹簧测力计竖直向下拉时,等价于挂钩码,所以可以舍去不要采集.
步骤3如图8所示,钩码的数量和钩码的位置保持不变,改变弹簧测力计拉力的方向,使其分别保持竖直向上、向左和右倾斜,获取三组数据,填入表格;
设计意图这样设计的目的就是增加普遍性,因为“步骤一”和“步骤二”中的情况也具有特殊性——动力和阻力在支点两侧,还缺少动力和阻力在支点同侧的情况.
通过这样设计,获取九组数据,则更具有代表性了.特别说明一下,在弹簧测力计改变方向时,由于对应的力臂不在杠杆上,所以力臂的测量具有一定的难度,建议老师们用一根无弹性细线来间接测量,误差还是比较小的.
3如何分析处理实验数据得到结论
实验结束后,在表1中将会有九组数据,如何对这些数据进行处理和分析?怎么让学生想到“力与力臂相乘(F•l)”进行比较?
(1)教师首先向学生解释说明:在物理学里,不同单位的物理量不能进行“加减运算”.这是因为,在物理学中,对物理量进行运算时,必须对数字进行运算,同时对单位也进行运算.如果单位不同,由数学的“合并同类型知识”可以知道,将无法进行“合并”从而无法进行“加减运算”.
(2)剩下的“乘除运算”,可以先让学生猜想一下,同时在表2中列出所有可能有的“等量关系”.
表2 可能有的“等量关系”
序号可能的“乘法运算”关系可能的“除法运算”关系
1F1•l1=F2•l2F1F2=l2l1
2F 1•l2=F2•l1F1F2=l1l2
………
分析和注意点:
(1)可能的“乘法运算”关系和可能的“除法运算”关系是“一一对应”且“等效”的,所以我们只要考虑其中一类即可.为了方便运算和处理,我们选择“乘法运算”关系;
(2)对于可能的“乘法运算”关系,再对数据进行运算、比较、归纳、总结,我们即可得到最终的关系:F1•l1=F2•l2;
(3)由于实验本身肯定具有误差,因此,对于数据处理时,应该也要提醒学生注意到误差可能对于运算结果、等量关系判断带来的微小差异;
(4)为了减少数据运算的难度,在实验时,部分数据可以采用整数.。