力臂演示器的設計制作

張新旭 王文清

(內蒙古科技大學包頭師范學院，內蒙古 包頭 014000)

力臂演示器的設計制作

張新旭 王文清①

(內蒙古科技大學包頭師范學院，內蒙古 包頭 014000)

運用帶均勻小孔的ABS板，設計、制作的“力臂演示器”可以幫助學生在實驗探究過程中認識到力對杠杠的轉動作用與“力臂”的關聯，進而為學生建構“力臂”概念奠定基礎.

力臂；演示器；制作

在初中物理教學中，學生建構“力臂”概念時存在一定困難.一線教師為了讓學生通過實驗探究來建構“力臂”的概念，設計、制作了相應實驗裝置，主要有以下兩類：

第一，如圖1是教學中常用的“探究杠桿平衡條件”的實驗裝置，它的主要作用是探究杠杠的平衡條件.因杠桿平衡恰在水平位置，此時“支點到力的作用點的距離”與“支點到力的作用線的距離”恰好重合，這容易引起學生對“力臂”概念的錯誤理解.

第二，對前一裝置的改良，大概有以下三種：

(1) 如圖2所示，用彈簧測力計代替杠桿一側鉤碼；在支點處安裝一個可以旋轉、伸縮的裝置標志“力的作用線”和“力臂”.

此實驗裝置的不足是：手動控制彈簧測力計時穩定性差，實驗原理的解釋比較復雜.

(2) 如圖3所示，在支架上裝上一個定滑輪，杠桿的右端固定一個細繩使其通過定滑輪懸掛鉤碼，由支點到細繩的距離來標志“力臂”.

此實驗裝置的不足是：實驗裝置需要讓學生理解定滑輪的作用后才能進行實驗探究，而講述滑輪的工作原理要應用到杠桿原理，在知識順序上不夠……