整合各版本教材资源,优化力臂概念之教学引入

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1、整合各版本教材资源，优化力臂概念之教学引入彭夷（无锡市堰桥初级中学江苏，无锡214174）摘要：教材的编写与设计是与教材所覆盖地区学校、教师及学牛的实际密切相关的。作为工作在一线的教育工作者，一方面在教学上要依托于课程标准及所使用的教材，另一方面乂不能拘泥于单一的教材。笔者分析了多个版本教材关于力臂概念的编排，期望能整合这些教材的资源，让力臂概念的教学引入更加符合学生的认知发展规律。关键词：教材资源力臂教学引入力臂概念的引入历来是杠杆教学中的一个难点。笔者分析了苏科版、沪科版及北师大版物理教材，发现这儿种版本教材中都是直接给出了

2、力臂的概念，我认为教材这样处理给教师预留了较大的发挥空间，而实际教学过程中很多老师往往依教材教教材即直接给出力臂概念从而冋避了引入概念这一难点。根据以往的教学经验，学生如果对于力臂概念不能深入理解，则在接下来的学习过程中往往会出现很多的困难，如不能正确的找到力臂、在探究杠杆平衡条件的过程中无法评估实验中出现的力臂不在杠杆上的情况。虽然经过大量的练习与讲解能够弥补这些缺憾，但是这样的教学一定不符合新课程所提倡的教学理念、也不利于学生学习能力的提升。在继续查阅了教科版及粤教沪科版教材的相关内容后，笔者结合教学实践设计了两种引入方案，

3、现将拙见付诸于文字供大家探讨。方案一：观察引导、合理分析——结合教科版初中物理教材知识储备：当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时，杠杆将处于平衡状态。提出问题：有哪些因素会影响杠杆的转动效果？学生根据以往的经验猜想：力的大小力的作用点和力的方向都会影响杠杆的转动效果。演示并观察：1、如图1杠杆在水平位置处于平衡状态，保持两端钩码的位置不变，增加一端钩码的数量，观察现象。2、保持两端钩码的数量不变，移动一端钩码的位置，观察现彖。图23、用弹簧测力计代替钩码，保持力的作用点及力的大小不变，使力的方向与竖直方向成30°角（如图2）,

4、观察现彖。图3问题：保持力的作用点方向不变，要使杠杆保持水平平衡，如何操作?增大拉力（数据记为F）4、改变力的方向使其与竖直方向也成30。角（如图），记录当杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数，记为F。发现：F=F,分析：在力的大小和作用点相同而力的方向不同时，杠杆仍然可能处于平衡图4状态，可见影响杠杆转动效果的因素并不一定和力的方向有关。相等，所以杠杆仍然处于平衡状态。——物理作图（如图4）：大小相等的两个力，虽然力的方向不同，但是支点到力的作用线的距离学中将从支点到力的作用线的距离称为力臂方案二、科学探究，评估交流——结合沪

5、科粤教版初中物理教材联系生活、创设情境：大人和小朋友坐上翘翘板上（如图5）,怎么样才能使跷跷板保持水平平衡呢？将跷跷板简化，用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人进行实验探究。（如图6）实验探究:在木尺的两边分别挂上数目不等的钩回7码，用F］、F2表示钩码的拉力，用h、伍表示它们离开悬挂点O的距离（如图7）；改变钩码数和它们离开O点的距离，使木尺处于水平静止状态，将各次实验数据填写入下表：实验序号左边右边拉力Fi/N距离Zj/m拉力f2/n距离Z2/m110.220」220.330.2330.240」5分析数据：可得杠

6、杆平衡时：FJLF2/2实验评估：引导学生思考：在上述表达式中，F/是左侧钩码重力造成大的拉力，F?是右侧钩码的重力造成的拉力；那么/八仏究竟是什么呢？是指支点到力的作用点的t度吗？实验验证：请学生采用图8的操作方式（弹簧测力计竖直下拉），用实验验证上述结论的正确性。实验中取7^=1.5N,妙10cm,创二15cm,先计算出杠杆处于水平平衡时弹簧测力计示数，再进行实验验证。图8图9请学生逐步倾斜弹簧测力计（如图9）。现象：发现弹簧测力计的示数发生变化。问题：弹簧测力计倾斜后E、％没有变化，是什么引起了刀的变化？组织学生探究：让人

7、为1.5N时杠杆处于水平平衡，假如F2甩成立，则b为10cm。@10组织学生用直尺测量寻找爪通过测量发现乙为支点0到幷的作用线的垂直距离（如图10）小结：在杠杆屮，我们把支点到力的作用线的垂直距离称做“力臂”。关于两种引入方案的思考：第一种方案通过演示实验让学生产生思维的碰撞一一力的方向究竟能否单独影响杠杆的转动效果；此时教师适时的让学牛画出支点到力的作用线的距离，发现当力的大小相同时，只要支点到力的作用线的距离相等，杠杆的转动效果就相同，从而构建起了力臂的模型。这一方案有利于培养学生的逻辑思维能力。第二种方案中，首先并没有给出

8、力臂的概念，而是探究了杠杆左右两端力与支点到钩码距离的乘积。发现F.2F2Z2o随后对实验进行评估，提出新的问题//>12究竟是什么呢？是指支点到力的作用点的氏度吗？在教师的引导下，学生进行进一步的探究，找到/八/2就是支点到力的作用线的距离。该方案使学生经历了