曹良惠

摘 要： 在學習使用托盤天平時，學生不熟悉托盤天平的工作原理、托盤天平的使用較復雜、托盤天平錯誤操作種類繁多使得這部分內(nèi)容是絕大多數(shù)學生的學習難點。加之初一學生學習心理還不成熟、認知水平有限使得解決這個問題更困難?；趯W生的學習特點，采用直觀形象、易于操作的方法較好。先采用實驗法讓學生知道結果，再用慢鏡頭分析法（畫圖法）、特例法這些形象生動、易于理解的方法，能幫學生很好地突破此難點。

關鍵詞： 天平 指針 平衡

天平是測量質(zhì)量的工具。托盤天平是初中物理實驗和化學實驗中稱量物體的主要儀器，也是初中階段的基本測量工具之一，因此學生應會嚴格按照操作規(guī)范使用托盤天平 [1-3]。在學習使用托盤天平時，學生不熟悉托盤天平的工作原理[4]，加之托盤天平的使用較復雜[5]，托盤天平錯誤操作種類繁多，使得托盤天平常見錯誤操作的誤差分析成為絕大多數(shù)學生的學習難點。近年來在中、高考中也多次出現(xiàn)以分析天平誤差為內(nèi)容的考題[6]，造成較多數(shù)學生失分。而一線教師最常用的突破方法，多為舉例法、假設法等一些常規(guī)分析方法。這些方法大多煩冗復雜、容易忘記，學生很大程度上依賴老師講解，自己很難靈活應用。而且近年來沒有很多文獻對此問題做出清晰、簡明的解釋[7，8]。因此筆者結合天平使用的教學經(jīng)驗，對托盤天平常出現(xiàn)的幾種誤差做分析總結。提煉出慢鏡頭分析法（畫圖法）、特例法兩種針對托盤天平常見錯誤操作的誤差分析方法，應用于教學中后發(fā)現(xiàn)教學效果顯著增強。對于此法，學生不僅能快速理解，而且能靈活使用。

天平常見的錯誤操作種類繁雜，這些操作按照測量的順序，分為測量前、測量時，將它們歸類。可分為：

測量前：（1）天平未調(diào)平：指針偏左，指針偏右；（2）天平調(diào)平：天平調(diào)平前砝碼未歸零。

測量時：砝碼質(zhì)量改變，天平不平衡，物體砝碼放顛倒。

對于以上提出的問題，我們一一予以解答。

1.測量前——指針偏左

例：一架天平，測量前左盤低右盤高，未經(jīng)調(diào)節(jié)，稱得一蘋果的質(zhì)量是160克，那么蘋果的實際質(zhì)量應比160克？搖？搖 ？搖？搖。（填“大”或“小”）

分析：由于問題較抽象，分析起來比較困難，因此先用實驗的方法證明測量值是偏大還是偏小。知道偏大還是偏小后，接下來就進行原因分析。原因分析的過程比較抽象，為了便于理解，采用直觀的慢鏡頭分析法、特例法。

實驗法：首先在天平未調(diào)平（先后為指針偏向左、右）前提下稱量物體的質(zhì)量，然后將天平調(diào)平，再次稱量物體質(zhì)量，比較前后兩次的測量值。

慢鏡頭分析法（畫圖）分析

將測量前后的狀態(tài)通過畫圖的方式畫出：

稱量前 稱量時

中間必然有一個平衡的狀態(tài)，假設右盤放入10g砝碼時天平平衡，整個過程可以理解為：

測量值為：160g

真實值為：150g

所以測量值偏大。

特例法分析：

測量前左盤低右盤高，假設當在右盤中加入5g砝碼天平平衡時，此時左盤中待測物的質(zhì)量為0g，此時測量值為：5g，真實值為：0g，所以測量值大于真實值。

2.測量前——指針偏右

與指針偏左的分析方法相同。測量值偏小。

3.測量前——天平調(diào)平前砝碼未歸零

如果把游碼歸零，那么左盤低右盤高，則與上例相同。測量值偏大。

4.測量時——砝碼質(zhì)量改變

例：一臺天平的砝碼由于使用不當，粘上了許多灰塵并且受潮生銹了，利用它測量物體質(zhì)量比良好的天平測量的結果（ ）

Ⅰ.偏大 Ⅱ.偏小 Ⅲ.相同 Ⅳ.通過正確的讀數(shù)，結果會相同

分析：當砝碼粘上了許多灰塵并且受潮生銹，砝碼本身的質(zhì)量增大，假設砝碼原來質(zhì)量為5g，生銹后質(zhì)量為6g。稱量物體時，右盤中放入此砝碼剛好平衡。此時稱量值為5g，真實值為6g，故測量值比真實值小。

砝碼相當于測量質(zhì)量時的標準，砝碼質(zhì)量變化也就是標準變化，砝碼質(zhì)量變?。ㄆ茡p、磨損），則標準變小時測量值偏大；反之，砝碼質(zhì)量變大（沾有油污、生銹），則標準變大時測量值偏小。

5.測量時——天平不平衡

（1）指針左偏

物體的質(zhì)量大于右盤砝碼質(zhì)量加上游碼指示值，即測量值偏小。

（2）指針右偏

物體的質(zhì)量大于右盤砝碼質(zhì)量加上游碼指示值，即測量值偏小。

6.測量時——物體砝碼放顛倒

天平設計為左盤放物體右盤放砝碼，這樣在讀數(shù)時物體的質(zhì)量為：右盤砝碼的質(zhì)量加上游碼指示值。即：

左盤中物體的質(zhì)量=右盤中物體的質(zhì)量+游碼指示值

當物體砝碼放顛倒時：左盤中為砝碼，右盤中為物體，所以有：

砝碼的質(zhì)量=物體的質(zhì)量+游碼指示值

所以：物體的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量-游碼指示值；此時測量值偏大。

綜上所述：

天平錯誤操作測量前天平未調(diào)平指針偏左 測量值偏大指針偏右 測量值偏??？搖天平調(diào)平前砝碼未歸零 測量值偏大？搖測量時砝碼質(zhì)量改變 砝碼破損，測量值偏大；砝碼沾油污或生銹，測量值偏小天平不平衡 指針左偏，測量值偏??；反之，偏大物體砝碼放顛倒 測量值偏大？搖

托盤天平常見錯誤操作的誤差分析，表面看復雜，其實多種錯誤操作可以歸為一類。只要掌握了一種情況的分析，其他情況可以巧妙地轉(zhuǎn)化為熟悉的那種。初中生已經(jīng)具備一定的解決問題的能力，老師應該利用學生想象力豐富、思維活躍這一特點多使用類似畫圖法、極端假設法等形象、生動的方法，如此學生既能輕松地完成學習任務，事半功倍，又能牢固地記住解題要領，更能激發(fā)學生學習熱情。

參考文獻：

[1]李學利.天平使用面面觀[J].中學生數(shù)理化（初中版）（中考版），2011（Z1）.

[2]曹寶龍，等.質(zhì)量的測量[M].科學教學參考書（七年級上冊）.杭州：浙江教育出版社，2012：118-119.

[3]錢志強.淺談初三物理總復習的策略[J].中學物理，2013（05）.

[4]張春華.托盤天平的使用與磅碼放置問題[J].渤海學刊，1992（S1）.

[5]王寧偉.天平的使用及讀數(shù)[J].中學生數(shù)理化（初中版），2004（12）.

[6]江中根.近年高考會考化學托盤天平題導析及解法[J].中學理科參考資料，1996（Z2）.

[7]緱文華.托盤天平幾種誤差的分析[J].甘肅教育，2007.7（B）.

[8]王海昭.解讀天平[J].初中生世界（八年級物理），2012（Z1）.