董 耀 孫偉軍 葛 靜

(1. 鎮(zhèn)江科技新城實(shí)驗(yàn)學(xué)校 江蘇 鎮(zhèn)江 212000；2. 鎮(zhèn)江市伯先中學(xué)，江蘇 鎮(zhèn)江 212132；3. 鎮(zhèn)江新區(qū)大港中學(xué)，江蘇 鎮(zhèn)江 212132)

1 問(wèn)題的提出

杠桿分類(lèi)教學(xué)大多是通過(guò)對(duì)生活中實(shí)例進(jìn)行受力分析,畫(huà)圖歸納總結(jié)出省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿.學(xué)生無(wú)法較直觀的體驗(yàn)動(dòng)力、阻力的大小，動(dòng)力臂、阻力臂的長(zhǎng)短.

2 實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)和功能

(1) 主要材料：鐵架臺(tái)2只，PVC硬塑料管1根，滑輪1只，棉線，鉤碼，米尺等.

(2) 制作方法.

圖1 杠桿分類(lèi)演示儀結(jié)構(gòu)圖

① 將長(zhǎng)約70 cm的硬塑料管在中間O處打孔，穿過(guò)轉(zhuǎn)軸，使之在水平位置平衡，若不平衡可在左右兩側(cè)沾少許橡皮泥微調(diào)(相當(dāng)于平衡螺母).

② 在塑料管右側(cè)中點(diǎn)A處打孔，用于懸掛重物(提供阻力F2),利用廢棄硬紙板制作以O(shè)A長(zhǎng)度為半徑的圓形硬紙板，在塑料管右側(cè)末端B處打孔，穿線繞過(guò)定滑輪后懸掛重物(提供動(dòng)力F1).

③ 組裝成如圖1的裝置圖.

3 自制教具的使用

3.1 省力杠桿的演示

(1) 在A處和滑輪右側(cè)分別懸掛2個(gè)和1個(gè)鉤碼，不斷調(diào)節(jié)兩鐵架臺(tái)距離使B處拉力豎直向上，最終使杠桿在水平位置平衡.

(2) 由圖2可以直觀得出：動(dòng)力F1(等于1個(gè)鉤碼的重力)小于阻力F2(等于2個(gè)鉤碼的重力)，動(dòng)力臂L1(OB的長(zhǎng)度)大于阻力臂L2(OA的長(zhǎng)度)，該杠桿為省力杠桿.

圖2 省力杠桿演示圖

3.2 費(fèi)力杠桿的演示

(1) 在A處和滑輪右側(cè)分別懸掛2個(gè)和3個(gè)鉤碼鉤碼，不斷調(diào)節(jié)兩鐵架臺(tái)距離使杠桿在水平位置平衡.

(2) 由圖3可以直觀得出：動(dòng)力F1(等于3個(gè)鉤碼的重力)大于阻力F2(等于2個(gè)鉤碼的重力)，在B處作拉力的延長(zhǎng)線，由支點(diǎn)O向B處拉力的延長(zhǎng)線作垂線，即為動(dòng)力臂L1.故動(dòng)力臂L1(小于圓的半徑)小于阻力臂L2(OA的長(zhǎng)度)，該杠桿為費(fèi)力杠桿.

(3) 教學(xué)時(shí)可用一根米尺緊貼B處細(xì)線，完成力臂長(zhǎng)短的展示比較.

圖3 等臂杠桿演示圖

3.3 等臂杠桿的演示

(1) 在A處和滑輪右側(cè)都懸掛2個(gè)鉤碼，不斷調(diào)節(jié)兩鐵架臺(tái)距離使杠桿在水平位置平衡.

(2) 由圖4可以直觀得出：動(dòng)力F1(等于2個(gè)鉤碼的重力)等于阻力F2(等于2個(gè)鉤碼的重力)，在B處作拉力的延長(zhǎng)線作，可發(fā)現(xiàn)與圓紙板相切，由支點(diǎn)O向B處拉力的延長(zhǎng)線作垂線，即為動(dòng)力臂L1，正好為圓紙板的半徑.故動(dòng)力臂L1(圓的半徑)等于阻力臂L2(OA的長(zhǎng)度)，該杠桿為等臂杠桿.

圖4

(3) 同上，教學(xué)時(shí)可用一根米尺緊貼B處細(xì)線，發(fā)現(xiàn)米尺正好于圓紙板相切，完成力臂長(zhǎng)度的展示比較.

4 實(shí)驗(yàn)反思

本實(shí)驗(yàn)儀器取材方便，易于制作，通過(guò)鉤碼數(shù)目的多少可較為直觀的比較動(dòng)力阻力大?。煌ㄟ^(guò)圓紙板可較直觀的比較動(dòng)力臂阻力臂的長(zhǎng)短.在教學(xué)應(yīng)用中加深學(xué)生對(duì)杠桿分類(lèi)的理解，收到了不錯(cuò)的教學(xué)效果.