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| 倾斜杠杆平衡条件探究 | 发布于:2020/06/25 | |
| 我在初中物理杠杆平衡条件的教学过程中发现：人教版的初中教材只安排了水平状态杠杆平衡条件的实验，在没有进行其他实验探究的情况下就得出的结论。这不符合科学应该具有普适性的原则，更不利于培养学生实事求是的科学态度。 我又查阅了沪教版、苏教版等各种版本的教材，发现都只安排了这一实验。其中的原因在于：杠杆倾斜后的平衡难度较大，又无法直接测量力臂，所以教材不得不对其进行简化处理。 于是，我想找到改善这一实验教具的方法。 一、研究过程 开始时我认为，杠杆和转动轴间的摩擦造成的阻碍力矩越小越好，因此我用轴承将杠杆和轴连接，结果稍微移动平衡螺母就会產生一点转动力矩，杠杆也无法在倾斜位置上静止。如果去掉轴承，让杠杆直接在轴上转动来增大阻碍力矩，杠杆又不能自由转动。 经过多次研究和改进后，我终于找到阻碍力矩和转动力矩的最佳组合状态。我采用压力紧固法解决了记录杠杆挂钩码前后位置的问题。在解决力臂这一问题上，天平游码给了我灵感：用一根细长的金属杆贯穿粘合在透明的亚克力板上，可以将其放在水平中分尺上的任何位置，用它替代力的作用线，能巧妙解决学生难以准确测量力臂长度的问题。 二、创新点 1.本作品克服了现有教具无法探究杠杆在倾斜状态下平衡条件的弊端。通过转动力矩和阻碍力矩的合理配置，实现了杠杆倾斜位置的平衡。用细金属杆贯穿透明的亚克力板并用胶水固定，很好地代替了力的作用线，进而可测出力臂，得出杠杆的平衡条件。 2.实验演示效果好，填补了目前没有此类实验教具的空白，可适用于初、高中以及大学的物理力学实验。 三、完善设想 用亚克力板做的杠杆长时间放置后易受潮、变形，影响实验效果。接下来，我将尝试用金属板做杠杆来改进这套实验装置。作者：王宝玉 来源：发明与创新·中学生 |
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