初中物理杠杆教学十篇

时间:2023-09-20 17:54:15

初中物理杠杆教学

初中物理杠杆教学篇1

初中物理杠杆教学课件

第一种思路:首先通过实例让学生认识杠杆,然后介绍杠杆的五要素,并通过作图来强化。再通过实验探究杠杆的平衡条件。

第二种思路:首先通过实例让学生认识杠杆,只介绍杠杆的支点、动力和阻力,然后由跷跷板猜想影响杠杆平衡的因素,并通过实验探究杠杆的平衡,在实验过程中,再加入用弹簧测力计斜拉的实验,让学生认识到影响杠杆平衡的因素,不是支点到力的作用点的距离,而是支点到力的作用线的距离,由此引入力臂。然后在此基础上总结出杠杆的平衡条件。

我采用第二种思路:学生学习物理已接近一年,学生通过有关力的知识的学习,对力的知识、物体运动与力的关系、平衡概念等有比较深刻的认识;另外,学生已学会了天平的调节,同时也了解了最基本的物理学习方法,形成了较稳定的物理学习心理,这都是学习本节的有利因素。加上日常生活中剪刀、直尺、起子、木棍等工具学生较常见。这些都为学习本节做好了铺垫。借助实物和课本中的信息快递、充分发挥学生的主体地位,通过自主学习,形成创新意识,创造性地解决问题,培养学生的学习兴趣和互助协作的精神;采用“边探索、边实验、边讨论”的综合启发式教学方法,渗透科学方法,培养综合能力、创新精神。

《杠杆》设计思路:

我在引入新课时采用学生体验游戏的方法:

方案:一、跷跷板游戏。

1、用板凳面或厚木板放在砖块上,作成简易的跷跷板,请一位同学站在跷跷板的一端,分别让体重差别很大的两位同学先后站在另一端,比较实验结果。

设计意图:认识杠杆、支点、动力、阻力。同时让学生形成初步感受---力的大小是影响杠杆平衡的条件之一

2、让体重大的同学站在跷跷板一侧靠近支点的中间位置,让体重很小的同学站在跷跷板的另一侧最远端。发现体重大的同学被翘起来了。

设计意图:进一步认识杠杆,意识到杠杆的平衡还与力的作用点有关,由此引出力臂的概念。同时为后面探究杠杆的平衡条件,作好铺垫。

在实验时学生参与热情很高,激发起学生学习的兴趣,并有了强烈的学好本课的动力。

实验探究二:由跷跷板猜想影响杠杆平衡的因素,并通过实验探究杠杆的平衡,在实验过程中,再加入用弹簧测力计斜拉的实验,让学生认识到影响杠杆平衡的因素,不是支点到力的作用点的距离,而是支点到力的作用线的距离,由此引入力臂。然后在此基础上总结出杠杆的平衡条件。

反思:

1.杠杆这节教学重点是要求学生根据杠杆的五要素把生活中的杠杆模型和理想的理论模型结合起来,比如剪刀、夹菜的筷子、指甲剪等

初中物理杠杆教学篇2

[关键词]初中物理;教学策略;生活化

[中图分类号]G633.7[文献标识码]A[文章编号]16746058(2017)17004601

初中生已经积累了比较丰富的生活经验,而物理课程内容与现实生活有密切的联系。学生的经验常识成为学习初中物理的重要基础。教师应立足现实生活,让学生顺利学习物理知识。下面以简单机械和功的学习为例,简单谈一下初中物理生活化教学。

一、利用生活中的实物,导入新课学习

生活中很多器械工具都是遵照一些物理学上的原理发明制造出来的。初中生已经具备了一些生活经验,对于常见的器械工具也有了初步的了解。在学习简单机械和功的内容时,教师可根据初中生的生活经验,选择学生熟悉的实物作为教具导入新课学习。

例如,在学习简单机械和功一章中的“杠杆”时,考虑到现实生活中,有很多常用的工具都是变形的杠杆。初中生对这些工具并不陌生,因此,教师可拿出事先准备好的羊角锤、钓鱼竿、镊子、剪刀、起子等物品,让学生观察,说出物品的名称,然后思考生活中,在什么情况下会使用这些物品,以及用了这些工具之后是费力了,还是省力了?学生对这些东西都非常熟悉,也顺利引发学生的联想,学生思维立刻活跃起来,纷纷举手回答教师的问题。“第一个东西叫羊角锤,这是一种特殊的锤子,像羊角的一部分主要用来起钉子,用这个工具可以更省力。”一个学生介绍了羊角锤。另一个学生则对钓鱼竿非常熟悉,“第二个物品是钓鱼竿,是用来钓鱼的,也是一个简易杠杆,但是,钓鱼竿不省力。”教师肯定了这两个学生的回答。为了启发学生探寻杠杆原理,接着提出一个问题:“为什么羊角锤起钉子时省力,而钓鱼竿钓鱼时费力呢?”学生迫不及待地想要探寻答案,顺利进入了新课学习。

直观的实物器械是创设物理学习情境的有效武器。教师通过灵活恰当地应用这些实物,吸引学生的注意力,引起学生的共鸣,做好上课准备。

二、结合生活现象,帮助学生理解新知

在现实生活中,学生不可避免地接触了形形的社会现象,这些现象中有不少与简单机械和功有一定的联系,教学中,以学生熟悉的现象为基础,开展物理教学,可以帮助学生理解物理知识。

例如,在学习“杠杆”知识时,教师可借助生活中常见的羊角锤导入新课,之后,学生们表现出浓厚的兴趣,就容易进入学习状态。教师看到学生基本上理解了杠杆原理之后,为了加深学生对这一重要原理的理解,再列举“用杆秤称量物体的质量”“用托盘天平称量物体重量”的实例,让学生思考这两种情况应用的是什么物理原理,学生立刻就想到了杠杆原理。教师接着学生的回答给出了具体的数字:“杆秤的提线到秤钩的距离为1个小格,秤钩上挂着被称量的物体,秤砣的重量是100克,提线到秤砣的距离为10个小格,那么,这个物体的重量是多少?”学生们立刻用杠杆平衡条件列出算式,计算出物体的重量是1000克。这种通过生活现象帮助学生理解物理知识的教学方法,提高了教学质量。

有目的地选择一些与“机械和功”有联系的生活现象,可为学生的物理学习提供支持,帮助学生深入思考物理原理,透彻理解物理知识。

三、借助生活中的问题,实现知识应用

物理知识有很多源自生活现象,反之,生活中的一些问题也可以运用物理知识来解决。这些生活中的实际问题为学生应用物理知识提供了平台。教师在组织学生学习简单机械和功的知识时,可为学生设计一些生活问题,让学生学以致用,辅助学生巩固物理知识和基本技能。

初中物理杠杆教学篇3

又是物理研究的一种重要方法,同时也是激发学生学习兴趣、培养学生能力的前提。所有的物理知识都是在实验的基础上建立起来的,因此,在初中阶段对学生进行实验的养成教育,既贯彻了当前素质教育的要求,又有利于提高课堂效率。我们对初中物理实验《探究杠杆的平衡条件》尝试着做了些改进,在此与大家一起分享。

关键词:杠杆平衡条件;初中物理实验;教学设计

G633.7

一、实验内容设计

该实验重点是使学生知道什么是杠杆平衡,探究杠杆平衡需满足的条件。难点是学生对力臂的寻找存在较大困难。原实验这样设计:在支点两侧悬挂钩码,调节合适位置,使杠杆在水平位置平衡,探究规律:动力×动力臂=阻力×阻力臂。

在水平位置平衡,力臂正好在杠杆上,这样处理的优点是:方便学生读出力臂,降低难度。缺点是思维太局限于特殊情形。(图)这时杠杆平衡吗?支点到力的作用点的距离还是力臂吗?怎样测力臂呢?力臂一定在杠杆上吗?有些学生从实验中得出结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。把这个结论就当做是杠杆平衡的条件。这显然是错误的。造成这种错误认识主要是由于原实验中两力的方向平行导致的。解决的就好办法是改变力的方向,进行实验。在原实验的基础上改进可以用弹簧秤代替钩码斜拉。但在实际操作中会遇到以下两个问题:1、力的读数不准确。向上拉时,由于手的抖动,力的大小和方向都不容易确定。倒挂拉时,还存在弹簧秤自身重力影响,导致了指针读数与实际拉力大小不相等。2、力臂的测量存在困难。为解决以上两个问题,我们着手设计了 “全方位杠杆平衡条件探究仪”。

二、实验方法设计

(如何解决与杠杆成不同夹角的力的准确测量呢?)我们将原来在竖直平面内转动的杠杆改为在水平平面上转动,通过改变钩码数量改变力的大小、通过定滑轮位置调节改变作用在杠杆上的力的方向,这样(就)可以让杠杆在任意位置保持平衡,现与杠杆成不同夹角的力的较准确测量。操作起来简单方便。(从而解决了各个方向力的准确测量这一难题)

(如何快速准确测量力臂呢?)为了使学生明白力臂不一定在杠杆上,我引导学生将原实验中的杠杆和刻度分离,制作了可转动的圆形刻度盘,如图:

刻度盘上,零刻度在圆心,向两边刻度读数逐渐增大。实验时,杠杆的支点位于圆心处。如何使用它测量力臂呢?当杠杆平衡时,转动刻度盘,使黑色的刻度线与力的方向重合,表示力的作用线,读出盘上对应刻度,即为其力臂的长度。这样,用相互垂直的两根线分别表示力的作用线和力臂,强化了力臂与力的作用线垂直,让学生在实际动手操作过程中,加深了对力臂这个易错点的理解和认识,使之更形象直观,突破力臂测量的难点。

请看现场演示:我们把水平面作为杠杆转动的平面,自由选择力的作用点(左边第3格,点到点的距离11,右边第1格,点到点的距离5厘米),任意大小的力、任意方向的力。调节杠杆平衡,左边挂2个钩码,1牛。右边挂4个钩码,2牛。转动转盘,测量左边拉力力臂,(为10厘米),再测右边拉力力臂(为5厘米)。记录数据。甚至还可以改变杠杆的形状,换成倾斜平面进行实验。自由选择力的作用点(左边第5格,右边第2格),任意大小的力。(左边挂2个钩码。右边挂4个钩码),调节杠杆平衡,转动转盘,测量左边拉力力臂,(为12厘米),再测右边拉力读数(为6厘米)。这样,拓展了学生的思维,探究得出来的规律更有说服力,更有可信度。

改进后的实验,主要有以下三个方面的创新:

1.大胆突破,将单一竖直平面实验改为全方位多角度立体实验,使实验更科学。

2.使学生真正认识了力臂,突破力臂测量难点。

通过转盘,让力的作用线和力臂 “可视化”呈现,更明确了力和力臂的垂直关系,且直观、方便测量,突破了难点。

3.通过实验,真正扭转了学生常见的错误认识:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。更全面认识了杠杆。

初中物理杠杆教学篇4

1.1教材中关于探究杠杆的平衡条件实验设计

在教材中,该实验安排为学生分组实验,并且要求在九年级上学期的第一周就要完成.具体步骤是:(1)通过实验会让学生调节杆杠,让杠杆在水平位置达到基本平衡,因为这样便于从杠杆上直接读出力臂的大小;(2)把一定的钩码挂在杠杆左侧,用弹簧测力计在某一位置竖直拉住杠杆,当杠杆达到水平位置平衡时,记录下测力计数据;(3)通过变换钩码数量,或调整塑料卡子改变钩码的位置,或调整塑料卡子改变弹簧测力计的位置,重复上述步骤;(4)记录三组数据,然后进行数据分析.

1.2杠杆平衡条件的定量计算

杠杆平衡的条件是:F1L1=F2L2,只要有3个物理量,就可以通过公式运算出来第四个物理量.该阶段实验的难度在于:(1)杠杆示意图要准确;(2)单位需要做到统一;(3)保证测量直尺的密度准确均匀.核心是讨论杠杆的平衡问题,杆杠得以保持平衡的条件是:F1L1=F2L2,如果杠杆达不到平衡条件,可以将杠杆的支点向乘积较大的一方移动.

1.3杠杆实验中出现的问题

(1)实验设备对平衡的影响.平衡实验设备一般搭配的塑料卡子,但是这会影响到杆杠平衡的精确度.一般来说,塑料卡子约在0.2克,这对平衡造成的影响是不可以小看的,因为这会直接影响到定量计算的精确问题.关于这一问题的解决方法,可以变换质量更轻的棉线圈取代设备自带的卡子.这可以大大减少实验的误差问题.(2)杠杆平衡的判断问题.老版教材采用的是用钩码代替作用力F1和作用力F2,没有使用弹簧测力计.虽然使用钩码既方便又便于观察,但是难以连续改变作用力F1和作用力F2的大小,力臂测量的不准确也会直接影响到定量计算的准确问题.因而,新版教材已改进为左端用钩码,右端用弹簧测力计向下拉动进行实验.但是弹簧测力计在右端倒置使用时由于受弹簧测力计弹簧、铝质滑片和外壳的影响会使测得的拉力要小一些.建议教师使用弹簧测力计在左侧(与钩码在同一侧)施加拉力作用,正置使用,在竖直方向上调零,学生也比较熟悉.而且可以尝试用弹簧测力计斜向上拉杠杆,直至杠杆在水平位置平衡,记下此时的动力、阻力、阻力臂的值,需要借助刻度尺及三角板辅助测量出动力臂的值,体会为什么实验中要调节杠杆在水平位置平衡.

2杠杆实验的教学反思和后继实验

2.1保证杆杠实验的准确度

杠杆属于力的研究范畴,但力是一个比较抽象的概念.杠杆平衡实验就是为了让学生深切的体会力和力的作用,但是力臂也是需要考虑的问题.总结上面的实验问题可以看出,其中核心问题还是在于测量和计算的精确问题.在实验前,教师要求学生调节杠杆到水平位置的原因也就是考虑到杆杠自身的重力对平衡造成的影响.传统的做法是要求学生实验3次,最后来求平均值,以此方法减少误差.但是很显然,这样的做法依然是存在问题的.笔者认为实验的次数可以加大到约10次左右,同时也对记录数据的表格进行了改变.

2.2教学过程中的问题意识

杠杆属于简单机械,要求学生在观察中发现问题和寻找解决方式,这是苏科版初中物理教材独特的设计模式.因此教材设定了实验活动的内容,不仅有探究、观察、实验,还有讨论、交流和评估等内容.因此,在课堂中引导学生提出问题,并想办法解决是教师的重要责任.比如在实验中遇到图1出现的问题:怎么在不改变O点右侧的数据,同时保持左侧第几个钩码不变,需要将另外2个钩码移到到其下方?这一问题是考察学生在限定性条件下,如何动脑筋解决问题.根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2,通过相应的计算可以得出答案为第2格.另外,教师也可以根据具体的教学情况,询问学生一些通过实验才能读出的问题.比如问:(1)平衡螺母的在杠杆平衡实验中的作用是什么?(2)为什么需要调节杠杆到水平位置?(3)如果挂好钩码后,是否可以再次调整平衡螺母?

2.3杠杆平衡实验在生活中的应用问题

实验的目的就是为了让学生在生活中可以灵活地运用所学知识进行常识性判断,杠杆平衡实验尤其表现出在生活中的适用性.最简单的应用问题就是,学生可以依据杠杆平衡的条件准确地判断费力杆杠、省力杠杆和等臂杠杆.即当F1×L1=F2×L2时,若L1>L2,那么F1<F2,该杠杆就是省力杠杆;若L1<L2,那么F1>F2,那么该杠杆就是费力杠杆;若是若L1=L2,F1=F2,那么就是等臂杠杆.经历过杠杆平衡的实验,学生至少应该能够绘画出杠杆示意图,并且能够通过分析数据,得出一定的平衡规律.同时,学生还应该关注生产生活,了解杠杆在生活中的作用,比如我国古代的舂和桔槔就是善于运用杠杆的结果.

3结语

初中物理杠杆教学篇5

为了更好地开发和利用实验资源,笔者在参加山东省实验讲课比赛中,执教沪科版教材第十章第一节《科学探究:杠杆的平衡条件》,尝试利用日常生活用品自制教具,改进杠杆平衡条件实验,取得了非常好的教学效果,得到与会专家和老师的认可.

按照课程标准,本节的教学目标如下:知识与技能方面,要求学生认识杠杆,知道支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等概念,掌握杠杆平衡条件,根据一定的方法对杠杆进行分类;过程与方法方面,让学生通过参与科学探究活动,归纳得出杠杆平衡条件,锻炼自己观察、动手、分析解决问题的能力,以及同学间合作学习的能力;情感、态度与价值观方面,让学生体验科学探究的乐趣,掌握探究物理的方法和规律.本节教学重点是探究杠杆平衡条件,教学难点是设计探究杠杆平衡的方案.

为了更好地完成教学目标,突破教学的重点和难点,笔者着手准备:

1 从日常用品中设计教具

教学过程中用到的教具有:

体验器材,带盖的铁桶、钳子、剪刀、核桃钳、镊子、天平等;

演示实验器材,跷跷板、大小不同的橘子等;

分组实验器材,改进的杠杆、支架、钩码等.

2 合理改进实验

2.1 实验器材的改进

改进教具所用器材:杠杆、塑料挂环、钓鱼的铅坠、钓鱼线、钓鱼线上的连接器.

杠杆做了三点改进:由单面有刻度变为双面有刻度,一旦分组人数较多时,杠杆前后学生都可以做实验;由固定的挂钩变为可移动的挂环,让学生移动钩码的范围更大;由直接挂钩码改为用两端带钩的悬线悬挂钩码,更好地体现出力的作用效果.

在杠杆在水平位置平衡的判定上,突破如下:在支架上固定一个白板,白板上标有互相垂直的横线和竖线.白板前挂有一个重垂线,当重垂线和竖线重合,说明白板是水平的.当杠杆和横线平行时,杠杆在水平位置平衡.

若学生单独实验,可以在白板的上端距离杠杆支点左右两侧不远处钉两根小铁钉,限制杠杆的转动范围.

2.2 数据记录表格的改进

在课本实验记录表格上,做了三点改进.

其一是实验数据表格设计的完整性,将表格分为两部分,横栏是物理量,竖栏是实验序号.

其二是空白实验序号,让学生自己填写,从而引导学生明确本实验要分析多组数据得结论,避免偶然性.

其三是添加了四列空白.如果学生猜想的是F1l1=F2l2,那他们就可以在前两栏添加上F1l1和F2l2,然后将计算结果填上,从而比较得结论;如果学生猜想的是[SX(]F1[]l1[SX)]=[SX(]F2[]l2[SX)],那他们就可以在前两栏添加上[SX(]F1[]l1[SX)]和[SX(]F2[]l2[SX)],然后将计算结果填上;若不相等,则可以在后栏上填写F1l1和F2l2,然后将计算结果填上,从而比较得结论.

特别是数据记录表格的第三点改进,为学生分析与论证数据带来了方便,也很有效的突破了实验探究中的分析与论证环节.

3 精心设计实验,寻求实验教学的高效率

教学中紧紧围绕 “一个载体――跷跷板”、“一个游戏――翘翘板上放橘子”、“一个改进――表格多四列” 展开教学,有效突破重点和难点.

3.1 创设情景,引入新课

一个大盒子,盒内是什么,徒手打不开,大家想办法.在这样的场景中,让学生打开盒子,并展示用类似于棒的物体撬开盒盖,引入新课.

说明:在“认识杠杆”中,创设情景“开盒盖”.一方面是活跃课堂气氛,让学生动起来.另一方面,让学生在撬的一刹那,就初步建构杠杆的模型.

3.2 合作探究,进行新课

包括三大板块:

(1)体验生活,认识杠杆

经历三次体验:第一次体验生活中常用到的杠杆,讨论说出共同特征,并给杠杆下定义.第二次体验用棒撬动物体,自学杠杆五要素.第三次是在“认一 认”基础上对比分析杠杆,体验杠杆的平衡,明确杠杆在水平位置平衡,便于直接测量力臂.

说明 在“杠杆的五要素”中,让学生体验用棒撬动物体,加深对杠杆五要素的认识;让学生体验倾斜静止和水平静止的杠杆,体验杠杆平衡,并比较发现杠杆在水平位置平衡,便于直接测量力臂,为探究实验做好充分准备.

(2)科学探究,杠杆平衡

笔者认为此处可分两大部分,一部分是认识到影响杠杆平衡的因素,一部分是实验探究杠杆平衡条件.

在“影响杠杆平衡因素”教学中,笔者的教学思路是:

先让学生认识水平平衡的跷跷板的五要素,特别是明确动力和动力臂,阻力和阻力臂.

再让学生在体验游戏过程中,认识到动力、阻力、动力臂、阻力臂影响杠杆的平衡.

最后提出探究的问题“杠杆平衡时,动力、动力臂和阻力、阻力臂满足怎样的关系?”

说明 此外为了更好地突破杠杆平衡教学,设计了“在跷跷板上放橘子”游戏,其目的是:

在放橘子游戏中,学生可以学会规定动力和阻力,可以归纳出影响杠杆平衡的因素.

师生在放橘子的过程中,用控制变量法改变力或力臂或力、力臂同时改变,学生可以清醒地感受到实验的操作过程,那就是先固定某端的力和力臂,然后改变另一端的力或力臂,使杠杆重新平衡.而这种感受恰恰是设计实验和操作实验的困惑点.

而且,学生在放橘子的过程中,仅仅是停留在感性上,没有理论的支持.正因如此,也给实验的深入开展埋下伏笔.在实验结论出来以后,再让学生来比较橘子的重,那时候学生是站在理性的高度上分析问题.这样的设计符合了学生的认知规律.

在“探究杠杆平衡条件实验”教学中,笔者的教学思路是:

提出问题―学生独立猜想―展示猜想―排除不合理的猜想―介绍实验器材―小组设计实验―展示实验方案―优化实验方案―合作探究实验―分析与论证实验―异组交流合作―评估实验―应用实验结论.

(3)感受生活,杠杆分类

从“跷跷板上猜橘子重”入手,让学生明确基本的分析方法,引导学生给杠杆分类.并向学生说明分类只是研究问题的方法.

3.3 归纳总结,当堂达标

整节课的教学过程,充分利用日常用品设计教学,通过对日常用品做实验,提高了学生学习的快乐,增强了对物理规律的理解和应用.由于用到的是身边的器材,又是学生自己设计出的实验,这样也消除了物理学习中的神密感,增加了亲切感.

初中物理杠杆教学篇6

一、在教学速度这一部分知识时遇到这样一个问题

甲乙二人同时从A出发到B地,他们走的速度相同,跑的速度也相同,甲前半路走,后半路跑,乙前半时间走,后半时间跑,问他们谁先到达目的地?

针对这一问题,用数学方法来解决,对于八年级的学生来说存在很大的困难,因为有很多数学手段还没有学习,物理教材和数学教材不同步,造成学生解题困难。用数学手段应该这样来解:

设他们走的速度为v1,跑的速度为v2,v1

由于(v1-v2)2总大于0,所以 总大于1,所以甲用的时间多,乙先到达目的地。

这样一来,学生即使能解决这一问题,但花费的时间和精力也太多,不妨引导学生这样想,问题就豁然开朗了。

甲乙二人所通过的路程是相同的,他们走的速度和跑的速度也是相同的,那就要看他们在通过这一段路程的过程中,哪个跑的时间多哪个就要先到达目的地。从该题目来看,甲前半路程走,后半路程跑,说明甲走的时间多,跑的时间少,而乙呢,走和跑的时间一样多,说明乙比甲跑的时间要多,所以乙先到达目的地。

二、在研究液体内部压强时,有这样一个题目

如下图所示,A、B两液体对容器底部的压强相等,在距容器底部等深的A、B两处的压强分别为pA和pB,则有pA____pB(选填“>”“=”或“

这一问题用数学方法来解决对于八年级的学生来说仍然存在一定的困难。

解:设两容器液面到容器底部的距离分别为hA和hB,A、B两点距容器底部的距离为h,两容器底部的压强分别为p′A,p′B,则有:

p′A=p′B=ρAghA=ρBghB

因为hA>hB

所以ρA

pA=ρAg(hA-h)=ρAghA-ρAgh

pB=ρBg(hB-h)=ρBghB-ρBgh

因为ρAghA=ρBghB且ρAgh小于ρBgh

所以pA>pB。

这一问题如果引导学生这样思考,问题就简单了,因为液体内部压强只决定于液体的密度和该点距液面的深度。而A、B是到容器底部距离相等的两点,假设h=hB,那么pB应该为0,而pA一定大于0,这样就能判断出pA和pB的大小。

有的问题很简单,但学生在处理时因为缺乏技巧而使问题复杂化,学生在作业时的答案也出现不同的结果。

三、在托盘天平的使用中有这样的题目

一个同学在使用托盘天平测量物体的质量时,未将游码放回标尺的0点就调节横梁平衡,用这样的天平测得的质量与物体的实际质量是偏大还是偏小?这一题目用假设法可以使解决问题的途径简捷而准确。假设在左盘不放物体,那么左盘所加物体的质量为0,而这时天平已有读数了,这岂不是所测质量与物体的真实质量偏大了吗?

假设法在解决有关机械问题的过程中所起的作用更为明显,可以起到举一反三的效果。

如图所示,杠杆自身重力不计,在杠杆两端分别挂上质量为m1和m2(m1>m2)的两个实心铁块,杠杆在水平位置平衡,如果将左右两端的铁块同时完全浸没在水中,杠杆将如何偏转?

杠杆的偏转方向决定于力与力臂乘积的大小,如果能判断出哪边力与力臂乘积大,杠杆的偏转方向就一目了然了。用数学计算的方法能判断出力与力臂乘积的大小,具体情况是:

设左边的力臂为l1,右边的力臂为l2,根据杠杆的平衡条件有:

m1gl1=m2gl2

ρ铁gv1l1=ρ铁gv2l2

所以v1l1=v2l2

如果将两端同时浸没于水中,那么力与力臂的乘积则有:

左边(ρ铁gv1-ρ水gv1)l1=ρ铁gv1l1-ρ水gv1l1

右边(ρ铁gv2-ρ水gv2)l2=ρ铁gv2l2-ρ水gv2l2

所以(ρ铁gv1l1-ρ水gv1l1)-(ρ铁gv2l2-ρ水gv2l2)

=ρ铁gv1l1-ρ水gv1l1-ρ铁gv2l2+ρ水gv2l2=0

所以杠杆将仍然平衡。

对于这一题目,在各种考试中,大多数是以选择题的形式出现,分值一般在3分左右,学生用数学手段能够解决,大概也得花10分钟左右的时间,那么得分效率就十分低下,打破思维常规,用假设的办法来做,能大大提高得分效率。

我们从题目中可以看出这一问题的一些特征:

1.杠杆自身重力不计;

2.左右两边所挂实心物块的物质相同;

3.两边浸入到同种液体之中。

掌握了题目中的这些特征,我们可以引导学生大胆想象,假设浸入的是一种特殊的水——铁水中,那么左右两边的实心铁块的密度和液体的密度相等,它们在液体中都会悬浮,这样一来,左右两边对杠杆的拉力都将变为0,在杠杆自身重力不计的情况下,杠杆仍将处于平衡状态。

对于这一类似的问题还有:

如果m1是铜块,m2是铁块,两实心物块的物质种类不同,它们先前挂在自身重力不计的杠杆两端,杠杆平衡,再同时全部浸没于水中,问杠杆向哪个方向偏转?

对于这样的问题,我们仍然可以假设,假设液体的密度与密度较小的物块的密度相等,那么密度较小的物块在液体中将处于悬浮状态,密度较大的物块在液体中将下沉,这样一来,一端对杠杆的拉力为0,另一端对杠杆的拉力大于0,它们的力与力臂的乘积也将是这种情况,杠杆将向着力与力臂乘积较大的那个力的方向偏转。

初中物理杠杆教学篇7

基于项目学习的物理教学是将“综合实践活动”作为一种教与学的基本方式,引入到初中物理启蒙教学中来,从而构建起以任务驱动、行为引导为主体的教与学方式.本教案就是通过学生制作简易杆秤来实现“杠杆平衡条件”的探究,使得抽象的物理规律与具体的实物产品联系起来,让学生“做中学”.整个教学过程分两个课时完成,第一课时学生在教师的指导下动手制作杆秤,通过制作发现杠杆平衡的规律.第二课时学生在教师的启发下,采用实验室探究手段,对杠杆平衡条件进行深入研究.

2教学过程

2.1项目导入

教师出示一把杆秤,让学生观察一下,让学生体验一下各种秤的称量方法,帮助学生理解杆秤的杠杆的模型.教师介绍:杆秤是最古老的测量质量的工具,是中国古代劳动人民发明的,而且几千年来我们一直在使用着.现在,我们尝试制作简易杆秤,而且用自己做的杆秤来测量物体的质量,看看哪一组制作的杆秤精度高?

2.2项目设计

2.2.1认识杆秤

(1)结构:秤杆、提纽(秤纽)、秤钩和秤砣.秤杆就是杠杆,提纽就是支点,秤钩上物体的重力和秤砣的重力分别是动力和阻力.当秤杆在水平位置静止时,秤钩到提纽的距离和秤砣到提纽的距离恰好是动力臂和阻力臂.

(2)称量:当秤钩上被测物体质量增加时,秤砣离提纽的距离就随之增大,这样才能保持秤杆在水平位置静止(平衡).这时,将秤钩上的物体质量的大小转换为秤砣悬挂点到提纽的距离.

2.2.2器材准备

(1)制作材料:铅笔(作秤杆)、铁丝(作秤钩)、细线(作提纽、挂秤砣、系秤钩)、螺母(作秤砣).

(2)制作工具:铁架台(挂秤)、小刀(标刻度)、刻度尺(测距离)、钩码(作为校验秤杆刻度的标准物体)、天平、钢丝钳等.

2.2.3制作方法

(1)确定秤钩与提纽的位置.这两个部件在杆秤上面是固定的.要求学生不但要用小刀刻下两者的位置,而且还要测出两者间的距离;

(2)探究杆秤上刻度的分度规律;

(3)确定一个起始点刻度和一个最大值刻度(即确定杆秤的量程),然后用刻度尺和小刀进行分度(参照温度计的分度方法).

2.3项目实施

2.3.1确定秤钩、提纽的位置

(1)用铁丝弯一个秤钩,并用细线把秤钩栓在铅笔的一端;

(2)用细线做提纽,把铅笔挂在铁架台的挂钩上,调节秤钩系点与提纽系点的位置,使秤杆能在水平位置保持静止;

(教师提问:为什么在确定秤钩与提纽位置时,要让秤杆保持水平静止?)

(3)用小刀刻下秤钩和提纽的系点位置,用刻度尺测出两个系点间OA的距离(如图1所示,OA=1.40 cm.)

教师提醒:一旦确定了秤钩与提纽的位置,就不能随意改变.

2.3.2探究杆秤上刻度的分度规律

(1)在确定好秤钩与提纽位置的杆秤秤钩上挂一个钩码(50 g),用刻度尺测量一次秤砣悬挂点到提纽系点的距离;

(2)在秤钩上每增加一个钩码,分别测一次秤砣悬挂点到提纽系点的距离;

(3)测量数据记录在表1中,进行分析;

表1 探究杆秤分度规律的实验数据表

实验次数12345…秤钩悬挂物体的质量/g50.0100.0150.0200.0250.0秤砣挂点到提纽系点的距离/cm1.803.605.407.209.00(4)总结规律:秤砣悬挂点到提纽系点的距离与秤钩上物体的质量成正比.

2.3.3分度

(1)确定秤杆上刻度的起始点,即提纽的系点,设为0.0 g.

(2)确定秤杆上刻度的最大值位置,即秤砣悬挂点离提纽系点距离最大时所对应的钩码质量.如图1所示,杆秤的量程为m0=300.0 g.

(3)测出OB间的长度为10.80 cm,在OB之间等分.等分三份,每份就是100.0 g.在每一份中,再等分10份,每份就是10 g.分度值越小,杆秤就越精确.

2.4项目展示

(1)学生分别用自制的杆秤和天平测同一个物体的质量,测量数据记录在表2中.

表2 用自制杆秤测物体质量 使用的测量工具物体1物体2物体3… 用自制杆秤测量物体的质量m1/g120180250用天平测量物体的质量m2/g114.4174.3243.8误差分析m1-m2m2×100%+4.9+3.3+2.5平均误差为+3.6%(2)以天平测量值为标准值,分析自制杆秤的系统误差.

(3)比一比,哪一组做的杆秤精度高?

(4)由于我们刻度不能够分得很精细,所以误差比较大.还有一种方法,即在用自制的杆秤测量物体质量时,先直接测出秤砣悬挂点到提纽系点的距离,然后折算出物体的质量.这样,可以减小测量误差,见表3记录的实验数据所示.

杆秤量程m0=300.0 g,对应的秤砣挂点到提纽系点的距离l0=10.80 cm.

2.5项目评价

通过杆秤制作、用自制的杆秤测量物体的质量、分析自制

表3 用自制杆秤测物体质量测量工具物体1物体2物体3…用自制杆

秤测量物

体的质量秤砣悬挂点到提纽系点的距离l2/cm4.206.308.80折算出的物体质量

m1=l2×m0l0/g116.7175.0244.4用天平测物体的质量m2/g114.4174.3243.8误差分别m1-m2m2×100%+0.7+0.4+0.3平均误差为+0.5%杆秤的可靠性等工作,你对自己做的杆秤有什么评价?你认为,哪一组做的杆秤最好,好在哪里?提高杆秤的精度可以采取哪些措施?等等.组织学生自评和互评,教师适度点评.

2.6项目拓展

2.6.1教师启发

教师提问:杆秤在水平位置能否保持静止,跟哪些因素有关?

学生回答:可能跟秤钩上的物体重力大小和秤砣重力的力臂大小有关.(这是学生直观的发现.)

教师分析:如果改变一下秤钩的位置,或者改变一下秤砣的重力,原本静止的秤杆能否保持静止?

学生回答:噢!秤杆平衡还与秤砣的重力和秤钩上物体重力的力臂有关.

教师提问:能不能用简洁一点的物理术语归纳一下?

学生回答:秤杆保持静止,可能与动力、阻力、动力臂和阻力臂有关.

教师提问:这四个物理量满足什么条件,才能使秤杆平衡呢?把刚才自制杆秤称量时测得的数据转记在下面的表4中,进行分析.

表4 杆秤平衡条件分析数据表实验

次数秤钩处秤钩上

物体的

质量

m1/kg秤钩上

物体的

重力

G1/N秤钩系点

与提纽系

点的距离

l1/mG1•l1

/kgm秤砣处秤砣的

质量

m2/kg秤砣的

重力

G2/N秤砣悬挂

点到提纽

系点的距

离l2/mG2•l2

/kgm物体1114.41121.11.40×10-215.739.0382.24.30×10-216.4物体2174.61711.11.40×10-224.039.0382.26.40×10-224.5物体3244.22393.21.40×10-233.539.0382.28.90×10-234.0…2.6.2学生归纳

学生对表4中数据分析,发现杆秤平衡时,满足的条件是G1•l1=G2•l2,即杠杆平衡的条件是:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂.

2.6.3诱思引导

教师提问:我们在制作杆秤的过程中,发现的杠杆平衡条件是否可靠?为了进一步验证我们所发现的规律是否可靠,还需要做哪些工作?

学生回答:可以用实验的方法进一步验证.

教师出示:杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台等.请学生利用这些实验器材,验证杠杆平衡条件.

2.7项目深化

学生按照教材图示,把杠杆安装在铁架台上.

2.7.1调节杠杆

调节杠杆两段的平衡螺母,使杠杆在水平位置保持平衡.调节好的杠杆,在接下来的实验中,不能再旋动螺母.调节杠杆的目的就是要消除杠杆自重对实验的影响,这与确定秤钩与提纽的位置具有相同的功效.

2.7.2实验验证

(1)分别在杠杆支点两侧悬挂钩码,调节悬挂点位置,使得杠杆重新在水平位置平衡.在表5中记录钩码重力和悬挂点到支点的距离(如图3所示).

表5 探究杠杆平衡条件数据表实验次数杠杆支点的左侧杠杆支点的右侧F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm123…(2)调整钩码数量,再调节悬挂点位置,重复数次实验.

(3)根据表5中的数据分析,杠杆平衡条件是否符合“动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂”?

(4)用力直接拉杠杆使之平衡,是否也符合杠杆平衡条件呢?

拿去杠杆支点一侧的钩码,用手通过弹簧测力计竖直往下拉(如图4),使得杠杆平衡,看一看是否符合杠杆平衡条件?

表6 探究杠杆平衡条件数据表实验次数钩码拉力F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm123…弹簧测力计的自重会影响实验的.能不能通过弹簧测力计竖直往上拉?让学生讨论,拿出方案.可以将实验改成如图5的方法进行探究.

(5)分析表6的数据,看看杠杆平衡时,是否符合杠杆平衡条件?结论是很明确的.

(6)教师提问:一是为什么杠杆一定要水平位置平衡?二是为什么要在竖直平面内拉杠杆?

如图6、图7所示,杠杆在水平位置平衡、竖直拉杠杆,其目的都是为了便于测力臂.

2.7.3归纳总结

通过实验研究,杠杆平衡条件“动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂”是可靠的.围绕杠杆平衡条件,结合教科书上例题组织课堂训练.

初中物理杠杆教学篇8

一、 多媒体教学图文并茂,有利于激发学生的学习兴趣

多媒体教学把文字、声音、图像、动画等多媒体集于一体,使学生受到全方位的刺激,如临其境,更加高效地激发学生的学习兴趣。在教学《杠杆的应用》时,教师首先用多媒体展示 阿基米德的设想:“给我一个立足点和一个足够长的硬棒,我就能移动地球”及阿基米德的梦想“有一天他能飞到太阳上,以金星为支点将地球撬起”图片。提出问题:他的设想和梦想能实现吗?他的设想和梦想有科学依据吗?通过多媒体展示科学家的设想和梦想提出问题,让学生眼观其行,引起学生良好的情绪体验,非常成功地激发了学生的探索欲望,是本节课成功教学的良好开端。

二、 多媒体教学的直观性和动态性有利于多角度观察对象

由于初中生的直接经验较少,且形象思维占主导地位,对一些抽象的现象难以理解,这时教学中就要运用多媒体提供丰富的、真实的背景,展示物理过程的细节。在教学《杠杆的应用》时,教师利用多媒体展示日常生活中常用的剪刀图片,请同学们观察其结构特征并利用杠杆知识给这些剪刀分类。多媒体展示撬石头的撬棒、缝纫机踏板、托盘天平图片。观察图片,分别画出杠杆示意图并加以分析,你发现了什么?通过多媒体展示学生熟悉或从未涉及过而听说过的实物图片,为学生直接感知观察这些实物或现象创造了条件,并且把间接知识、抽象的概念具体化、形象化,既突出了事物的重点和本质属性,又便于学生观察形成表象,促进学生在实践中提高观察能力,同时多媒体能在短时间内向学生提供丰富的感性材料,使学生的感官和思维处于活跃状态。这样有助于教师凭借感性材料引导学生对事物进行有效的分析与综合、抽象与概括,从而培养学生的分析、概括能力。

三、 利用多媒体扩充实验,培养学生的探索、创造能力

在教学《杠杆的应用》时,教师多媒体展示并板书学生的发现

省力杠杆 动力臂大于阻力臂

费力杠杆 动力臂小于阻力臂

等臂杠杆 动力臂等于阻力臂

然后引导学生猜想并设计验证猜想实验方案,选出最佳方案。

多媒体展示[实验步骤]

1.用弹簧测力计测出鸭梨的重G;

2.使动力臂等于阻力臂的4倍,匀速拉动弹簧测力计使鸭梨升高,从弹簧测力计读出拉力F的值,用刻度尺测出鸭梨升高高度h和弹簧测力计在竖直方向上移动的距离s;

3.使动力臂等于阻力臂的1/4倍,匀速拉动弹簧测力计使鸭梨升高,从弹簧测力计读出拉力F的值,用刻度尺测出鸭梨升高高度h和弹簧测力计在竖直方向上移动的距离s;

4.使动力臂等于阻力臂,匀速拉动弹簧测力计使鸭梨升高,从弹簧测力计读出拉力F的值,用刻度尺测出鸭梨升高高度h和弹簧测力计在竖直方向上移动的距离s;

[实验数据记录表格]

指导学生进行实验并让学生分析、讨论得出结论。

多媒体模拟演示并板书

省力杠杆的特点:省了力,但费了距离

费力杠杆的特点:费了力,但省了距离

等臂杠杆的特点:既不省力 ,也不省距离

用多媒体模拟演示,实验中的每一个现象都可以通过屏幕展现在学生面前,使学生能很轻松地从中归纳出规律,有效地培养了其创新的能力。

四、 多媒体教学的大信息量、大容量,节约了空间和时间

在教学《杠杆的应用》时多媒体展示以下内容引导学生思考练习

总结交流,巩固新知

1.“对比”

2.深入思考

辨别省力、费力、等臂杠杆,你的方法是

答案

辨别省力、费力、等臂杠杆,你的方法是据题意分析画出杠杆示意图,比较动力臂、阻力臂大小关系,进行判断。

3.“练一练”

(1) 下列杠杆省力的是()

A.起子B.吃饭用的筷子

C.镊子D.理发用的剪刀

(2) 下列哪个杠杆是省距离的()

A.用羊角锤起钉子B.钳子

C.钓鱼竿D.切纸刀

(3)图中杠杆的OA=OB处于水平位置并静止,B端绳子的拉力F与A端重力G相比()

A. F=G;B. F<G;

C. F>G;D. 无法比较。

练一练答案(1) A (2) C (3) B

拓展应用,整合提高

1.你能列举日常生活中的省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆吗?

2.你还能说出天平测质量的原理吗?

3.你能根据天平的使用方法结合案秤实物说出案秤的使用方法吗?

――大胆试一试

课后回味,展现自我

1.这节课我们研究了什么问题?你有什么收获?

2.这节课的学习中你印象最深的是什么?

你学习了哪些研究方法?

3.这节课的学习对你的生活有何影响?

作业

写出本节课中探究实验报告并讨论动力、阻力作用点移动的距离与动力臂、阻力臂的关系。

小资料 人体内的杠杆

很多机器上都有杠杆,可是你知道吗?人体中也有很多的杠杆在起作用呢。当我们拿起一件东西,弯一下腰,或者翘一下脚尖,这时都得依靠人体的杠杆才能起作用呢。

点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用,杠杆的支点在脊柱之顶,支点前后各有肌肉,头颅的重是阻力。支点前后的肌肉配合起来,有的收缩有的拉长,就形成低头仰头动作,从图中可以看出来低头比仰头要省力。

当曲肘把重物举起来的时候,手臂也是一个杠杆。肘关节是支点,支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆,举起一份的重,肌肉要化费6倍以上的力气,虽然费力,但是可以省距离。

当你把脚尖翘起来的时候,是脚跟后面的肌肉在起作用,脚尖是支点,体重落在两者之间。这实际上是一个省力杠杆,这时肌肉的拉力比体重要小。

初中物理杠杆教学篇9

关键词: 变式训练 习题课 一题多变

在物理教学中,解题是一个重要环节,是运用所学知识解决实际问题的初步实践,它对于深入理解基本内容,培养分析问题和解决问题的能力,以及从中汲取广博的实际知识等具有不可替代的作用。因此,上好习题课,对于学好物理课起着重要影响。习题课是中学物理教学中常见的一种课型。习题课是在讲授新课之后,教师有目的、有计划地指导学生运用已学过的知识进行一系列基本训练的教学活动。

笔者总结多年的教学实践发现,设计好典型题型的变式训练,是提升习题课品质的一个重要因素,有助于学生脱离“题海”,体现素质教育的宗旨。下面笔者就习题课教学中关于变式训练谈一些体会。

一、一题多变,拓展学生思路

在习题课中的“一题多变”是指从多角度、多方位对例题进行变化,引出一系列与本例题相关的题目,形成多变导向,使知识进一步精化的教学方法。

例如,在学生解答了“一列火车长200m,以15m/s的速度通过一座长1.6km的大桥,问需要用多少时间?”这道题后,教师把题目改为:“如果这列火车以相同的速度,通过另一座桥用150s,那么桥有多长?”还可以把这道题改成:已知火车长、桥长和过桥时间,求火车过桥速度;已知桥长、火车速度和过桥时间,求火车长等题目。

这种“一题多变”的习题探讨,能使学生在教师的引导下动脑、动笔或动口解答物理问题,开拓学生的思路。

二、层层推进,促进思维深入

在进行变式练习时,应注意练习的层次,由简单到复杂,层层推进、步步深入,使学生在解题时达到异中求同、同中存异、多题同解,沟通相关知识的联系,培养其联想思维、纵向思维能力。

例如,在学习力和物体运动状态化时,可设计这样的问题:汽车在平直公路上,当汽车静止时受几个力作用?关系怎样?然后派生出系列题:(1)当汽车刚刚起动时,在水平方向受几个力作用?关系怎样?(2)当汽车作匀速直线运动时,在水平方向受几个力作用?关系怎样?(3)当汽车运动时,关闭发动机,如果没有摩擦阻力,汽车作什么运动?(4)实际上汽车运动时,关闭发动机,汽车速度逐渐减慢,最后停下来,为什么?

一系列问题,解决一个,再提问一个,一环紧扣一环,逐步深化,把力和物体运动变化的各种关系,分析得清清楚楚,最后得出覆盖全章的结论:力不是维持运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,从而促进学生思维的深入。

三、深化题型,发展迁移能力

在题型的变式训练中,可以将同类的题型归类,找出题目中存在的异同,通过解题的比较,体会解题思想,从而培养学生思维的深刻性,善于透过表面现象发现问题的本质,即善于用概念、规律去揭示问题的本质特征,培养知识迁移运用的能力。

例如,我们在学习杠杆类动态问题时,可通过下面3个例题逐步深化,从而发展学生的知识迁移能力。

例1:如图1所示,用垂直于杠杆的力F,将杠杆从位置A匀速提升到B的过程中,F的大小变化情况是()。

A.变大

B.变小

C.不变

D.无法判断

分析:在杠杆类的动态问题中,都涉及杠杆原理,这就要求我们首先根据题意列出杠杆平衡的式子,如此题中为F×L1=G×L2。然后分析在动力、阻力、动力臂、阻力臂这4个物理量中,哪个两不变,哪个量发生变化,怎么变。本题中,在杠杆转动的过程中L1、G不变,L2变小。最后根据平衡时就可判断出所求量的变化情况。所以应选择B。

例2:如图2所示用方向不变的力F,将杠杆从位置A匀速提升到位置B的过程中,F的大小变化情况是()。

A.变大

B.变小

C.不变

D.无法判断

分析:第一步,根据杠杆原理,列出杠杆平衡的式子,F×L1=G×L2;第二步分析在动力、阻力、动力臂、阻力臂这4个物理量的变化情况,通过分析可知,G不变,L1、L2变小,考虑到相似三角形知识,得L2′/L1′=L2/L1。第三步,确定F的变化情况。由上述分析可知,F的大小不变,应选C。

例3:如图3所示,在轻质杠杆的C点系有一轻绳,绳的另一端可以在圆弧形轨道AB上无摩擦滑动,在整个滑动过程中杠杆一直保持水平,则绳从A点滑动到B点的过程中,C点所受绳子的拉力F的变化情况是()。

A.逐渐变大

B.逐渐变小

C.先变大,后变小

D.先变小,后变大

分析:第一步,列出杠杆平衡的式子,F×L1=G×L2;第二步分析4个物理量的变化情况,G不变,L2不变,L1先变大后变小;第三步,由上述分析可知,F先变小后变大,应选D。

通过上述题型的逐步深化训练,教师可适时引导学生归纳出杠杆平衡的动态问题解题程序及方法,从而实现知识迁移,培养学生的能力。

总之,设计好物理习题的变式训练,对搞好习题课的教学,帮助学生脱离“题海”,培养学生解决实际问题的能力,促进素质教育全面推进起有重要的作用。

参考文献:

初中物理杠杆教学篇10

关键词:阿基米德定律;杠杆平衡原理;密度秤

中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2007)11(S)-0058-2

1 密度秤制作的意义

物体的密度是初中物理需要学生掌握的重要内容,密度的测量也是中考常考的知识点之一。学生应用杠杆平衡原理和阿基米德定律自制密度秤,并应用它来测量一些物体的密度,可使学生更好地理解密度这一物理概念。

2 密度秤的制作

2.1 密度秤的构造

此密度秤的构造,如图1所示。它包括:提纽,装有沙子的沙袋(一大一小共两只),有均匀刻度的杠杆,水杯,小塑料袋(测量液体密度用),密度比水大的重物(测量液体及密度比水小的固体时用),待测物体。

2.2 密度秤的原理

设待测物体在空气中的重量为G,当物体浸没在水中时它的重量为G′,物体所受的浮力为

2.3 密度秤的制作

取一根长约半米的粗细均匀的圆杆作为杠杆。用细线拴在杠杆的中间位置,提起,左右移动细线直到杠杆平衡,用小刀在此位置刻上凹槽,记为0点,并将细线在此处系牢作为提纽。从0点开始,等间隔地刻上小刻度,从0点开始向左数十个小格用彩色笔标记刻度为1,依次再数十个标记为2……;把0点的右端按左端同样的方法刻度。

3 密度秤的使用方法

3.1 测量比水密度大的固体密度

(1)将待测固体拴上细线悬挂在杠杆右边,将小沙袋放入大沙袋中,并将大沙袋悬挂在左端相同刻度上,向沙袋中添加细沙,直至杠杆平衡。

(2)将待测固体浸没在水中,并保证待测固体与水杯无接触。此时因待测固体受水的浮力影响,杠杆将失去平衡。把小沙袋从大沙袋中拿出,如果杠杆向沙袋端倾斜,把大沙袋中的沙子向小沙袋中移动;如果杠杆向重物端倾斜,则把小沙袋中的沙子向大沙袋中移动。直至杠杆重新达到平衡,此时小沙袋的重量为物体所受浮力F浮。

(3)将固体从水中拿出擦干,把系有细线的固体悬挂在杠杆左侧刻度1处,将小沙袋(包括其中细沙)用细线系住呆在杠杆右侧,调整小沙袋的位置,使杠杆平衡,读出小沙袋所在刻度,读数是待测固体密度与水的密度的倍数。

3.2 测量比水密度小的固体的密度

(1)把一根细线缠在一件密度远大于水的固体甲上,用方法1测量固体甲的密度记为ρ甲。

(2)用细线将固体甲与待测固体捆绑在一起,用方法1测量固体甲及待测固体的密度记为ρ甲+物。

(3)把固体甲用细线悬挂在杠杆左边刻度1处,待测固体悬挂在右侧并调节其位置,使杠杆平衡,读出待测固体所在刻度n,则可知固体甲和待测固体之间的质量关系为m甲=nm物。

3.3 测量液体的密度

(1)测量比水密度大的液体密度

用小塑料袋盛装此种液体,用方法1来测量。

(2)测量比水密度小的液体密度

把液体用小塑料袋装起,并加挂比水密度大的重物,用方法2测量。

3.4 测量粉末状等其它物体的密度

在测量粉末状、颗粒状和易溶解于水的固体时需用小塑料袋包起来之后再测。

4 此密度秤的优点

4.1 测量精度有进一步提高的空间(可采取细分刻度等方法);

4.2 测量结果相对准确。较之大部分简易密度秤都需要收集被测物体排开的水,存在收集的困难,此装置采用细沙代替,避免了此问题;

4.3 可测物体范围广(密度比水大和比水小的固体及液体均可)。

制作此密度秤所用到的器材,学生在日常生活中很容易收集到,所用的原理容易理解,操作简单。在制作的过程中学生可根据自己的爱好采用有不同材质的杠杆,用不同颜色的笔画刻度,这些都可以培养学生的审美观。另外,此密度秤的制作可适用于课堂实验,课后探究性实验,小组活动等多种教学形式。

参考文献:

[1]李恩会、苏增德.《多用秤的原理与应用》.物理教师.1996年第12期

[2]郁森炎.《架设生活和物理的桥梁――谈自制密度秤》.物理教学探讨.2004年第7期(上半月)第22卷总第223期(栏目编辑王柏庐)