如何上好《杠杆的平衡条件》之我见

 如何上好《杠杆的平衡条件》之我见

王广英

四川省宜宾市第六中学校 

作为初中物理教学工作者，众所周知，人教版初中物理八年级下册第十二章简单机械第一节《杠杆》是一节非常重要的课时，既是初中物理学习的重点，也是学生难以突破的一个难点，更是中考必考的一个考点。从教二十余载，我结合自己的教学经验和学生在学习杠杆平衡条件时出现的一些具体问题，谈谈我的一些简单看法。

一：如何引入：

猴子哥哥和兔子弟弟一起玩耍时捡到了一根胡萝卜，一端粗，一端细，如何分享呢？它们想了一个好办法：将胡萝卜用一根绳子吊起来，移动绳子的位置，直到胡萝卜在水平位置平衡，它们就从绳子的位置将胡萝卜切开，结果猴子哥哥选了粗而短的那段，兔子弟弟则选了细而长的那段。聪明的你，会选哪一段呢？

这个问题一抛出来，学生们立刻兴致勃发，绝大多数学生认为两段都一样，选哪边都不吃亏。这时候教师可以抛出课题了：想知道选哪段划算，就认真学习这节杠杆的平衡条件吧。

二：概念过关和作图讲解

杠杆的概念涉及到五个：支点，动力，阻力，动力臂，阻力臂。其中支点需要讲清楚的是支点在杠杆上并不是固定的，可以根据需要移动，所以固定只是相对固定，但支点一定在杠杆上而不能在杠杆外。关于力臂必须让学生明白为什么是支点到力的作用线的距离而不是支点到力的距离。学生明白了这个就为接下来的杠杆力臂作图就打好基础了。讲解作图时可以将作图的顺序作一个归纳:一找支点二找力，三作垂线四标垂直，五再括号写字母。这样学生就清楚了整个作图过程而且明确了有五个步骤，作图时就思路清晰不会遗忘什么了。

三：教师演示和分组合作，完成杠杆平衡条件的探究：

（1）出示教具，标好刻度的杠杆，铁架台，钩码，细线。一边出示器材一边介绍其作用。关键是讲明实验前为什么要调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。强调这样做的作用是便于直接从杠杆上测量力臂，同时避免杠杆自重对实验的影响。这里是一个非常重要的考点。如何调节平衡螺母，这是第二个考点，杠杆那端高平衡螺母就往哪端移。讲完这个可以马上作相应的练习加深印象，有讲有练知识才能学得牢固，同时学生也有成就感。（2）设计表格。表格共4行5列，包括动力，动力臂，阻力，阻力臂，四者关系。（3）实验共进行3次，教师先演示一遍具体操作过程：在杠杆两端挂上数量不同的钩码，移动钩码的位置，直到杠杆重新在水平位置平衡。教师演示完一遍后让学生分组合作，边做实验边填数据，当三组数据都填好后，再让他们小组合作分析数据间的关系，得出杠杆平衡条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂。从某些小组的数据: 动力=2N,动力臂=3 cm;阻力=3N阻力臂=2cm可以得出动力+动力臂=阻力+阻力臂，这个结论是否正确呢？学生一定众说纷纭，最后由老师总结：此结论错误。因为一次实验的结果往往具有偶然性，不能得出普遍规律，实验至少要做3次，如果3次的结论都是这样，才能作为正确的结论，显然从我们刚才做的实验数据看来，其他两次数据不符合这个规律。另外，单位不同的两个物理量本身加起来也没有什么意义。这是第三个考点。

 四：讲解本节书上的列题：

     小小弹簧秤，称出大象来。进一步增强学生的学习兴趣。并教会学生杠杠平衡条件在生活中的应用：小商贩如何通过改变秤砣的质量来达到短斤缺两的目的。这样一来，让学生觉得物理知识原来在生活中可以有如此多的应用，学习兴趣自然就更加浓厚了。杠杆平衡条件的计算是又一个重要的考点。此时将分萝卜的问题再次提出来，作出两端的力臂，短而粗的那段力臂短，力自然就大些，所以短的那段就重些。学生们通过这样的一个故事，既分享了故事的快乐，又获得了知识，再不会觉得物理是枯燥而乏味的了。

四：利用实验器材，继续拓展延伸，突破中考考点和难点：

（1）先让杠杆一端挂上钩码，另一端用弹簧测力计竖直拉着，使杠杆在水平位置平衡，读出弹簧测力计示数，然后将弹簧测力计倾斜，再观察示数，让学生分析为什么读数会变大。（挂钩码一侧的力和力臂都不变，而弹簧测力计一侧由于倾斜，使力臂变短，根据杠杆平衡条件得出力会变大）。让学生从这个亲身经历去体验力和力臂的关系，以及如何利用杠杆省力的道理。从而突破中考中关于如何作出最小力，力随力臂如何变化的相关题型。

（2）在杠杆两端挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在水平位置平衡，然后再在已经平衡的杠杆两端各挂上相同质量的钩码，看杠杆还能平衡不？并通过数据分析，是哪端沉下去。（力臂长的那端下沉）

（3）在杠杆两端挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在水平位置平衡，然后再在已经平衡的杠杆两端各取下相同质量的钩码，看杠杆还能平衡不？并通过数据分析，是哪端沉下去。（力臂短的那端下沉）

我在教学时甚至还特别为那些动手和理解能力稍差一点的学生总结了规律：增长沉，减短沉。

     （4）与上面的探究规律方法一致，将已经平衡的杠杆两端的钩码同时往外        

移动相同的距离，看哪端会沉下去；再将已经平衡的杠杆两端的钩码同时往外移动相同的距离，又看哪端会沉下去。规律是：内移长沉，外移短沉。

    通过以上一番师生共同探讨，共同总结，杠杆平衡条件的问题岂不是变得简单而有条理了。理论加上实践和练习，相信学生应该有所收获吧！

参考文献：

陈筱艺（2020）《中美初中物理教科书中科学实践内容的比较研究》

彭夷（2019）《综合实践活动：杠杆平衡条件的应用》

李君（2015）《探究杠杆平衡条件实验的教学探讨》