苏科版初中物理实验：“探究杠杆平衡条件”实验的教学探讨

时玉敬 丁金龙 许万松

☆创新实验☆

苏科版初中物理实验：“探究杠杆平衡条件”实验的教学探讨

时玉敬 丁金龙 许万松

苏科版初中物理九年级上册第十一章第一节《杠杆》中有“探究杠杆的平衡条件”实验，这是教材中的重点实验之一。笔者和同事在对该实验的教学中发现了一些问题，也进行了反思，对该实验的教学做了探讨和改进。

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，生产厂家一般会配备两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 g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1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2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。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，杠杆不能在水平位置保持平衡(如图2所示)。为了减小这个影响，我们尝试以质量更小的棉线作为线圈，套在杠杆上，对杠杆的平衡几乎没有影响(如图3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。

图1

图2

图3

二、如何消除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的动力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4所示)。

图4

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的变化，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、倒立时均可调零。

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两种情况，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，建议把教材中表格进行改进。

教材原表见表1：

表1

改进后的表格见表2：

表2

2011-11-30

时玉敬，本科，中教高级。丁金龙，本科，中教高级。许万松，本科，中教高级。

江苏省南京市高淳县第二中学。