【做中学】第39期：探究杠杆的平衡条件

编者荐语：目前很多学生物理学习中不进行实验操作，只是在机械性“刷题”，这一现象在毕业年级显得尤为突出，这种“假实验”的恶果直接导致学生的动手能力越来越差。学习物理就必须要多动手，多思考，而不仅仅是做几道物理习题，那只会是“纸上谈兵”。近几年中考物理试题评价的导向就是在引领我们的课堂教学从“知识传递”走向“思维培养”的真正转型。“刷题”时代已经一去不复返了，必须引领学生进行“体验式学习”。“做中学”已经成为信息时代学生学习方式变革的必然选择，也是教师进行深度实践教学的最佳选择。

为此，微信公众号特推出《做中学》专栏，给大家推荐的是编者和学生这几年物理课改的一些典型案例，提供的实验素材可以作为一线教师很好的借鉴资料，也可以作为学生自主性探究式学习的参考资料。

《做中学》专栏主要有以下几个栏目：原创试题、创新实验、现象解析、参考答案、中考链接。由于编者能力和水平有限，加之时间仓促，难免存在一些纰漏，还望给予建设性的建议与帮助，谢谢您的不吝赐教。

【做中学】第39期：探究杠杆的平衡条件

   原创试题：以下是初三四班的同学在进行“探究杠杆的平衡条件”的实验：

实验材料：杠杆、铁架台、弹簧测力计、钩码

实验方法与步骤：

1.实验探究

（1）调节杠杆在_______位置平衡（图1）。

图1

（2）在杠杆的两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆在___位置平衡，记下钩码的___和_____的大小（图2）。

图2

（3）改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出_______组数据（图3）。

图3

2.分析论证

思考：

（1）为何要调节杠杆在水平位置平衡？

（2）为何要进行多次测量？

3.拓展延伸

（1）该实验采用的动力和阻力都是钩码，如果采用弹簧测力计应如何拉动测力计（图4）？

图4

（2）如果斜着拉动弹簧测力计，示数将如何变化（图5）？

图5

创新实验：探究杠杆的平衡条件

（赵若涵)

参考答案：

1.实验探究：（1）水平（2）水平；重力；力臂（3）三.

2.分析论证：

（1）杠杆的长度恰好等于力臂的大小，可以很方便的读数。

（2）多次测量是为了寻找普遍规律，避免实验的偶然性。

3.拓展延伸：（1）沿竖直方向（2）示数变大。

【中考链接】（2019·淮安）小明在“探究杠杆平衡条件”的实验屮（图6）：

（1）实验前调节平衡蜾母使杠杆在水平位置平衡，目的之一是方便测量         ；

（2）如图甲所示。在杠扦左边A处挂4个钩码。要使杠杆在水平位置平衡，在B处挂       个钩码（实验中所用的钩码均相同）

（3）小明又用弹簧测力计。在C处竖直向上拉。如阁乙所冰。帟弹簧测力计逐渐向右倾吋，使 杠忏仍然在水平位置平衡。则弹簧测力计的示数将逐渐    （选填“变大”、“变小”或 “不变”）。

图6

  参考答案：

 （1）力臂

 （2）3

 （3）变大

（2019·济宁）18．请你设计两种方案并分别在图7中标出钩码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡。

图7

分析：设一个钩码重力为G，杠杆上一个格为L，杠杆左边受到的力F₁＝4G，其力臂L₁＝3L，杠杆左边力和力臂的乘积：F₁L₁＝4G×3L＝12GL；

为使杠杆平衡，杠杆右边力和力臂的乘积：F₂L₂＝12GL；据此设计成时杠杆平衡的不同方案。

解答：

设一个钩码重力为G，杠杆上一个格为L，杠杆左边受到的力F₁＝4G，其力臂L₁＝3L，杠杆左边力和力臂的乘积：F₁L₁＝4G×3L＝12GL；为使杠杆平衡，杠杆右边力和力臂的乘积：F₂L₂＝12GL；

方案一：杠杆右边受到的力F₂＝3G，其力臂L₂＝4L，杠杆右边力和力臂的乘积：F₂L₂＝3G×4L＝12GL；

方案二：杠杆右边受到的力F₂＝4G，其力臂L₂＝3L，杠杆右边力和力臂的乘积：F₂L₂＝4G×3L＝12GL；如图8所示：

图8 

方案三：杠杆右边受到的力F₂＝6G，其力臂L₂＝2L，杠杆右边力和力臂的乘积：F₂L₂＝6G×2L＝12GL。