海科技出版社“司南版”教材八年級物理第157頁作業(yè)第5題:某人分別用如圖1(a)和(b)所示的兩種方法挑著同一物體行走,圖1(a)肩受到的壓力______圖1(b)中肩受到的壓力;圖1(a)中手施加的動力________圖1(b)中手施加動力(填“大于”、“小于”或“等于”)。
筆者在教學完本節(jié),布置學生作業(yè)時給學生進行了簡單的提示。按筆者的提示,此題的第一空應填“小于”。而學生作業(yè)中全部填的是“等于”,這完全出乎筆者預料。筆者已經做了提示,為何答案與筆者的提示完全不同呢?于是筆者找來幾位學生,與之交談后,才知道他們的答案是從其他的輔助讀物上抄來的。為此,我去查閱了教師參考用書及山東科技出版社和陜西人民教育出版社出版的《教材全解》等多種學生課外讀物。發(fā)現(xiàn)其答案都是“等于”,筆者認為此答案不很合理,特借貴刊一角,談談筆者的看法,并與同行探討,以期共識,避免誤導學生。
(1)從理論上分析,將圖1中(a)、(b)兩圖簡化成杠桿,如圖2所示。從簡化圖中不難看出,肩O應是杠桿的支點。OA、OB、F1、F2與O′A′、O′B′、F′1、F′2分別是圖2(a)和(b)中的動力臂、阻力臂、動力,阻力。比較圖2(a)和(b),根據杠桿的平衡條件,有O′B′/O′A′>OB/OA,F(xiàn)′2=F2,故F′1>F1,而支點O(肩)受到的壓力在圖2(a)中應是F1+F2,在圖2(b)中應是F′1+F′2,顯然F′1+F′2>F1+F2,所以圖1(a)中肩受到的壓力小于圖2(b)中肩受到的壓力。
(2)在實際生活中,由于筆者是農村人,小時候上學經常用如圖1所示方法挑物品上學,當所挑物品有水時,為了不弄濕衣服,物品必須離支點遠些(如圖1b),其結果比離支點近些(如圖1a)費力得多,肩也難受得多,為了慎重起見,筆者用如圖3所示裝置做了實驗,其結果也是與以上分析相吻合(由于篇有限,不再贅述實驗的數(shù)據)。
(3)從各種參考資料前后兩空的答案中,也可以看出是相互矛盾的。如果前后兩次肩受到的壓力是相等的,重物的重力沒有改變,那么手施加的動力也沒有改變,第二空也應填“等于”;既然第二空填“小于”,那么第二種情況(圖1b)中手施加的動力增大了,而重物的重力未變,故肩受到的壓力應該是增加的。
(4)筆者在與本校教師論討時,他們的解釋是把手用力的點看成支點。我認為這是錯誤的,因為從杠桿定義看,杠桿是圍繞固定點轉動的硬棒。在本題中,當手向下施力時,物體上升,當手施的力減小時,物體下降,棒總是繞著肩在轉動,故肩應是支點。既然肩是支點,在此題的情況中,點受到的壓力應是重物的重力與手向下的拉力的和,故兩種情況中肩受到的壓力是不同的。
綜上所述:筆者認為本題的正確答案為,兩空均填“小于”。
(欄目編輯鄧 磊)