初中物理"力臂"教学浅探
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初中物理“力臂”教学浅探
作者:韩国庆
来源:《中学教学参考·理科版》2013年第11期
初中学生虽接触物理不久,但仍会在学习过程中遇到很多物理概念。因此,物理概念教学就成为整个物理教学的重点。初中物理概念的建立一般都要经历以下几个过程,通过对大量物理现象的仔细观察积累一定的素材,再通过对比研究后提出问题、实验探究、分析论证,抽象出物理模型,最后获得物理概念。但是,在苏教版物理教材上,有很多概念是直接给出的,比如“力臂”、“功”的概念,这样,学生先知道“是什么”、“怎么用”,有可能使学生失去学习的原动力,因此,教学效果难以提高。所以在物理概念教学中,一定要重视物理概念的建立过程,要让学生参与概念建立的全过程。下面就“力臂”教学中有关“力臂”概念的建立谈一些想法和做法。如有不当之处,敬请大家批评、指正。
有关“力臂”的教学,与苏教版的教科书相对应的教师教学用书给出了这样的说法:“在力和运动一章中所提到的运动主要是平动,力的作用效果与力的三要素有关。本节的学习内容与转动有关,这里的力的作用效果不仅与力的三要素有关,还与力臂有关。”如果我们就按这种说法来进行教学的话,学生肯定会产生如下的疑问:原来我们知道力对物体的作用效果决定于力的三要素,现在要不要加上“力臂”这第四个要素呢?其实,我们知道,作用在杠杆上的力的大小、方向和作用点确定以后,力对杠杆的作用效果就确定了。因此,教师应该明确无误地告诉学生,影响力对物体作用效果的因素就是力的大小、方向和作用点。但是,有的教师认为“力臂”的变化确实影响力对杠杆的作用效果,“力臂”好像也是影响力对杠杆作用效果的因素之
一。同样学生在学习“杠杆”这一节内容时,始终有些问题困扰着学生,研究杠杆时,为什么要引入“力臂”的概念?人们是怎么想到“力臂”这个概念的?这里我是这样认为的,人们为了能够探究得到杠杆的平衡条件,影响力对杠杆作用效果的因素尽可能是数字量化的,其中,力的大小可以用量化的数字表示大小,但是力的方向和作用点不能用量化的数字来表示的。因此,人们引入“力臂”仅仅是为了反映力的方向、力的作用点对杠杆共同作用的效果,即在研究力对杠杆作用效果时,“力臂”这一因素可以代替力的方向和力的作用点两个因素对杠杆转动时的共同影响。所以,在物体平动时,我们可以从力对物体的作用效果决定于力的大小、方向和作用点的角度来研究;在杠杆转动时,我们可以从力对物体的作用效果决定于力的大小和“力臂”的大小的角度来研究。基于以上的想法,可按如下的思路展开教学的。
一、确定影响杠杆作用效果的两个因素——力的大小和一个可以用数字量化的物理量 在教学过程中,我们可以先让学生回忆“力和运动”中所提到的力的作用效果与力的三要素有关,结合教师开关教室门的演示实验:分别改变力的大小、力的方向和力的作用点,发现力对杠杆的作用效果不同,从而说明力对杠杆作用效果也与力的三要素有关。接下来再让学生设计实验研究力对杠杆作用效果与力的三要素的具体关系。可以让学生先设计“力对杠杆作用效果与力的大小的关系”的实验,大部分学生设计了如图1所示的实验,在P 点挂上不同数量的钩码,在A 点用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆水平平衡,发现P 点挂的钩码越多,弹簧测