力臂概念的有效探究教學(xué)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

在《杠桿》一節(jié)的教學(xué)中,由撬棍、筷子、鑷子、鉗子、活塞式抽水機的壓水桿(畫圖)等,抽象出“杠桿”、“支點”、“動力”、“阻力”之后,我如下引入“力臂”這一概念:

這里力的作用效果是使杠桿轉(zhuǎn)動(逆時針或順時針)。我們已經(jīng)知道,力的大小、方向和作用點是力的三要素,除去力的大小影響力的作用效果的大小外,力的方向和力的作用點也影響力的轉(zhuǎn)動效果的大小。我們會想,大小應(yīng)該由大小影響,那么力的方向和力的作用點對力的轉(zhuǎn)動效果的影響也應(yīng)該能用一個有大小的物理量來表示。這是一個什么樣的物理量呢?我們作一探究。

門大家都相當(dāng)熟悉,它其實就是一“根”杠桿——從門上方順著門面看門,只看到門棱,看到一根“棒”,我們就可用一根線表示之,同時門軸看上去是一個點——支點,F(xiàn)在我拉門。先抓著把手沿著門面方向拉門,然后逐漸改變拉的方向,使手臂與門所成的角由0度到較小的銳角、較大的銳角、直角、較小的鈍角、較大的鈍角、180度的角,可以體驗拉的效果。相應(yīng)地畫圖看看。我們發(fā)現(xiàn),隨著角的增大,力的作用效果先增大,似乎力的作用效果與這個角的大小有關(guān),但后來伴隨角的增大,力的作用效果又減小了,可見不能用這個角的大小來反映力的作用效果的大小。再看看。我們發(fā)現(xiàn),隨著角的增大,支點到力的作用線的距離先增大后減小,力的作用效果也先增大后減小。再改變作用點看看。于是,容易發(fā)現(xiàn)支點到力的作用線的距離的大小能影響力的作用效果的大小。既如此,我們就常會談及支點到力的作用線的距離,因此,我們應(yīng)該為其起個名字,這個名字叫力臂。

我的教學(xué)實踐表明,力臂概念的探究教學(xué)是有效的,而且是高效的。相應(yīng)地,杠桿平衡條件的探究教學(xué)中對動力臂和阻力臂的測量也順理成章,教學(xué)中也不必強調(diào)支點到力的作用點的距離與支點到力的作用線的距離的不同。


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