◆摘? 要：針對(duì)杠桿定義及平衡時(shí)是否要在水平位置的問題，提出了一些見解。解決了杠桿教學(xué)的疑惑，得出了判斷杠桿平衡的正確方法。

◆關(guān)鍵詞：杠桿;平衡狀態(tài);力臂

在現(xiàn)行人教版初中教材第11章簡單機(jī)械第1節(jié)杠桿中，關(guān)于杠桿的定義以及平衡狀態(tài)的理解，很多教師在教學(xué)中存在誤區(qū)。有的對(duì)教材產(chǎn)生誤解，有的限制了學(xué)生的思維，對(duì)教學(xué)造成了不利的影響。

現(xiàn)行教材中對(duì)杠桿是這樣定義的：“一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿”。我認(rèn)為“硬”指物體必須具有一定的硬度，在受力較大時(shí)，不會(huì)有明顯形變。這樣才能起到工具的作用。但是“棒”往往會(huì)限制學(xué)生的思維，會(huì)對(duì)后面教學(xué)中的多種變形杠桿的理解產(chǎn)生障礙。我認(rèn)為，教材中對(duì)杠桿的定義屬于便于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的過窄定義，目的是降低學(xué)生的理解難度。但是，我認(rèn)為教師在教學(xué)中要有循序漸進(jìn)，由淺入深的意識(shí)。生活中常見的杠桿以棒狀居多，但是又有很多杠桿的變形工具，如輪軸、滑輪等。我認(rèn)為在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)滲透這樣認(rèn)識(shí)杠桿的過程：直硬棒→ 彎硬棒→ 任何形狀的堅(jiān)硬物體[1]。以此為順利學(xué)習(xí)后面的輪軸和滑輪等變形杠桿內(nèi)容做鋪墊?？梢允箤W(xué)生更容易接受變形杠桿。

現(xiàn)行教材中，表述杠桿平衡狀態(tài)為“在動(dòng)力和阻力作用下靜止時(shí)，我們就說杠桿平衡了”。但是，在探究實(shí)驗(yàn)“探究杠桿平衡條件”中，調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)強(qiáng)調(diào)，保持水平并靜止達(dá)到平衡狀態(tài)。受該實(shí)驗(yàn)影響，教學(xué)中很多教師認(rèn)為杠桿達(dá)到平衡必須保持水平。那么判斷杠桿是否平衡的標(biāo)準(zhǔn)真的是保持水平靜止嗎？首先根據(jù)杠桿平衡條件為：動(dòng)力乘動(dòng)力臂等于阻力乘阻力臂，即F1L1=F2L2 . 表現(xiàn)為支點(diǎn)兩側(cè)的力矩平衡。那么杠桿從水平靜止變?yōu)閮A斜靜止后，動(dòng)力與阻力沒有變化，但是支點(diǎn)兩側(cè)的力臂同時(shí)發(fā)生了變化，如圖1.

L1ˊ= L1cosθ， L2ˊ= L2cosθ， 所以F1L1ˊ=F2L2ˊ仍成立?！淇梢姼軛U轉(zhuǎn)動(dòng)任意角度過程中，兩邊的力臂同時(shí)同比例變化，最終兩支點(diǎn)兩側(cè)的力與力臂的乘積仍然相等，仍然可以平衡。同樣，在未掛鉤碼水平調(diào)節(jié)平衡時(shí)，兩側(cè)杠桿各自的重心點(diǎn)到支點(diǎn)的距離為力臂，與各自重力的乘積相等，在轉(zhuǎn)過任意角度過程中重力未變，但兩個(gè)力臂仍然成比例變化，仍可平衡?？梢姼軛U保持平衡并非要在水平位置，在任意位置傾斜靜止時(shí)都可平衡。只要未與支點(diǎn)下方的桿接觸即可。

那么為何很多師生會(huì)認(rèn)為一定要在水平位置才能保持平衡呢？我認(rèn)為是受到了兩方面原因的影響。1.受天平調(diào)平衡的影響。天平調(diào)平衡中要求指尖停在刻度盤中央，而天平為等臂杠桿。2.探究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)中，為了便于測(cè)量力臂，要求在水平位置保持靜止。在這種情況下，力與桿垂直，而力臂為支點(diǎn)到力的作用線的距離。所以力臂此時(shí)剛好為支點(diǎn)與鉤碼懸掛點(diǎn)之間的桿長。從桿上的格中可方便讀出。而傾斜平衡時(shí)，力臂變短，小于支點(diǎn)到鉤碼懸掛點(diǎn)的距離，無法直接測(cè)量。所以實(shí)驗(yàn)中要求杠桿平衡時(shí)保持水平。

實(shí)際上，杠桿平衡屬于力矩平衡，是一種轉(zhuǎn)動(dòng)平衡。不光在靜止時(shí)屬于平衡狀態(tài)，在勻速繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也處于平衡狀態(tài)?？梢妿熒仨氄_理解教材中對(duì)平衡狀態(tài)的表述。

以上是我在有關(guān)杠桿的教學(xué)中的一點(diǎn)見解，希望大家指正。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

谷?。?977.01-），男，漢族，河北張家口，現(xiàn)在就職于西藏軍區(qū)拉薩八一學(xué)校，中學(xué)物理一級(jí)教師，大學(xué)本科學(xué)歷學(xué)士學(xué)位，負(fù)責(zé)中學(xué)物理教學(xué)研究工作。