对“探究杠杆平衡条件”实验的改进

周怀明

(南京市双闸中学,江苏南京 210019)

九年义务教育教科书苏科版《物理》九年级上册第11章第1节中,活动11.2“探究杠杆的平衡条件”采用了如下的实验装置图和实验方法:

图1

如图1所示,在杠杆的左边挂上一定数量的钩码,在右边用弹簧测力计竖直向下拉,当杠杆处于静止状态时,我们就说杠杆处于平衡状态.设弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力F1是动力,钩码对杠杆的拉力 F2是阻力.分别研究3种杠杆在水平位置平衡的情况,并将结果记入表格中(各测定一组数据).

1 实验中存在的问题

以该教材实验器材和方法进行实验时,在实验过程中会出现如下一些问题:

1.1 实验测量结果误差大

教材的实验中涉及到弹簧测力计的使用,并且是竖直向下测量力的大小.学生在九年义务教育教科书苏科版《物理》八年级下册第8章第1节信息快递中,已经学习了弹簧测力计的使用前调节:将弹簧测力计按测量时所需的位置放好,检查指针是否在“0”刻度线处,若不在,校正“0”点.

实验中要测竖直向下的拉力,根据该教材所讲用法要将弹簧测力计拉环向下竖直放好,然后校正“0”点.实验过程中,学生会读出弹簧测力计的示数记为弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力F1.实验中选用每个重力为0.5 N的钩码,J2103圆筒测力计.根据教材实验步骤进行实验,能得到表1的实验数据:

表1

根据实验的数据发现 F1L1≠F2L2,并且两者差别较大,无法得出杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2.

1.2 杠杆平衡不易判断

实验前要求……