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(jī)的壓水桿(畫(huà)圖)等,抽象出“杠桿”、“支點(diǎn)”、“動(dòng)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(dòng)(逆時(shí)針或順時(shí)針)。我們已經(jīng)知道,力的大小、方向和作用點(diǎn)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(diǎn)也影響力的轉(zhuǎn)動(dòng)效果的大小。我們會(huì)想,大小應(yīng)該由大小影響,那么力的方向和力的作用點(diǎn)對(duì)力的轉(zhuǎn)動(dòng)效果的影響也應(yīng)該能用一個(gè)有大小的物理量來(lái)表示。這是一個(gè)什么樣的物理量呢?我們作一探究。
門(mén)大家都相當(dāng)熟悉,它其實(shí)就是一“根”杠桿——從門(mén)上方順著門(mén)面看門(mén),只看到門(mén)棱,看到一根“棒”,我們就可用一根線(xiàn)表示之,同時(shí)門(mén)軸看上去是一個(gè)點(diǎn)——支點(diǎn)。現(xiàn)在我拉門(mén)。先抓著把手沿著門(mén)面方向拉門(mén),然后逐漸改變拉的方向,使手臂與門(mén)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(yàn)拉的效果。相應(yīng)地畫(huà)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(gè)角的大小有關(guān),但后來(lái)伴隨角的增大,力的作用效果又減小了,可見(jiàn)不能用這個(gè)角的大小來(lái)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(diǎn)到力的作用線(xiàn)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(diǎn)看看。于是,容易發(fā)現(xiàn)支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)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(huì)談及支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離,因此,我們應(yīng)該為其起個(gè)名字,這個(gè)名字叫力臂。
我的教學(xué)實(shí)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(duì)動(dòng)力臂和阻力臂的測(cè)量也順理成章,教學(xué)中也不必強(qiáng)調(diào)支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離與支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離的不同。
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaozhong/1140719.html
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