探究杠桿平衡條件實驗的教學原理

1. 杠桿原理----天平平衡了嗎教學流程

杠桿原理和天枰都是由 一根杠桿和一個支點組成。只是杠桿的支點在兩端，而天枰的支點在杠桿中心點。
另外加力的對象不同。天枰是由兩個物體互相加力，根據離中心點的距離不同調節重量不同的兩個物體平衡，當一個物體遠離平衡點的原始位置，就相當於把另一個物體翹起來了，類似杠桿原理。
反過來同樣的道理，杠桿原理中的支點向另一端移動（保持施力力度一致），總能在某一個支點使得物體和力平衡。

2. 如何將教學理論與教學實踐相結合

綜述：把理論中學到的方法有目的的用到日常教學中，理論聯系實際。

教學理論是教育學的一個重要分支。它既是一門理論科學，也是一門應用科學；它既要研究教學的現象、問題，揭示教學的一般規律，也要研究利用和遵循規律解決教學實際問題的方法策略和技術。

教學理論的形成：

教學理論的形成經歷了漫長的歷史階段，從教學經驗總結，到教學思想成熟再到教學理論的形成。這一進程是人們對教學實踐活動認識不斷深化、不斷豐富和不斷系統的過程，其中系統化是教學理論形成的標志。

參考資料來源：網路－教學理論

3. 簡單的科學實驗

科學實驗活動——聲音實驗

實驗1 撥動梳子齒產生聲音

稀疏的齒產生的聲音低，細密的齒產生的聲音高，利用紙卷的「喇叭」或一些硬東西可以放大梳子產生的聲音。

實驗2 利用水杯比較振動與發出聲音的不同

為了增強可比性，可以只用一個杯子或瓶子做——指導學生在往杯中加水的過程中，用小木棒敲擊杯子的杯口，比較聲音的不同。（實驗結果——隨著杯中水的增多，聲音越來越低。提示：為了防止加水的過程中產生氣泡，最好用涼開水。）

實驗3 利用身邊的材料觀察共振現象

利用兩個水杯，先往一個水杯中加入三分之一的水，用鉛筆敲打兩個杯子的杯口，觀察兩個杯子發出的聲音是否相同。然後往第二個水杯中慢慢加水（同時敲打兩個杯子的杯口），直到兩個杯子發出的聲音一樣為止（此時兩個杯子達到共振狀態）。然後，用膠條把一根金屬絲粘在第二個杯子的杯口，敲打第一個杯子的杯口，就會發現金屬絲輕輕振動。隨著不停地敲打並使粘有金屬絲的杯子慢慢靠近第一個杯子，就會發現金屬絲的振動幅度越來越大，直到最後掉下來。（相關故事：在很久很久以前，有一支沙皇軍隊外出操練，隨著當官的發出的口令，士兵們以整齊的步伐前進著。當部隊行走在一座木橋上時，木橋忽然上下振動起來，最後隨著嘩啦一聲巨響木橋塌了。經過檢查發現，木橋的坍塌原因竟是士兵行進的節奏引起了橋的共振。從此以後，軍隊過橋時再也不敢以整齊的步伐前進了。）

實驗4 用身邊的材料製作「聲音記錄儀」

活動材料：沒有蓋子的罐頭盒（或圓紙盒），圓紙片，膠水，釘子，粗鐵絲，帶尖兒的薄鐵片，條形玻璃，蠟燭。

活動步驟：

⑴用合適的工具把罐頭盒的底剪掉，於是罐頭盒就變成了一個短粗的小圓筒。

⑵剪一個圓紙片，用膠水貼在罐頭盒的一端，代替剪下來的盒底。

⑶待膠水干後，用水把紙噴濕。

⑷在圓筒側面高度相同的位置，用釘子打出兩個小孔。

⑸用老虎鉗把鐵絲窩成圖中所示的形狀，插到兩個孔中。

⑹待用水潤濕的紙底變干並像鼓皮一樣綳緊時，在紙的中央滴一滴膠水，並把薄鐵片粘到膠水上（鐵片的一端是尖的，像針一樣），放置一旁，直到乾燥為止。

⑺點燃蠟燭，把玻璃放在火焰上烘烤，直到玻璃被熏黑。

⑻把玻璃條翻過來，使熏黑的一面朝上放在桌子上。

⑼把圓筒拿到跟前，使鐵片上的針尖剛好夠到熏黑的玻璃片。

⑽拉動玻璃片，觀看針尖在熏黑的玻璃片上留下的運動軌跡。（對應周圍物體發出的不同聲音，針尖會留下不同的軌跡。為了避免記錄情況發生混亂，每做一次實驗需換一塊熏黑的玻璃板，而且每次發出的聲音也應控制為一種。）

4. 初中物理 探究杠桿的平衡條件與探究磁場時引入磁感線分別運用了什麼物理方法

第一個運用的是歸納法，第二個運用的是轉換法

研究物理的科學方法有許多，經常用到的有觀察法、實驗法、比較法、類比法、等效法、轉換法、控制變數法、模型法、科學推理法等。研究某些物理知識或物理規律，往往要同時用到幾種研究方法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關時，我們同時用到了觀察法（觀察電流表的示數）、轉換法（把電阻的大小轉換成電流的大小、通過研究電流的大小來得到電阻的大小）、歸納法（將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關的信息歸納在一起）、和控制變數法（在研究電阻與長度有關時控制了材料、橫截面積）等方法。可見，物理的科學方法題無法細致的分類。只能根據題意看題中強調的是哪一過程，來分析解答。下面我們將一些重要的實驗方法進行一下分析。
一、控制變數法
物理學研究中常用的一種研究方法——控制變數法。所謂控制變數法，就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規律的因素或條件加以人為控制，使其中的一些條件按照特定的要求發生變化或不發生變化，最終解決所研究的問題。
可以說任何物理實驗，都要按照實驗目的、原理和方法控制某些條件來研究。
如：導體中的電流與導體兩端的電壓以及導體的電阻都有關系，中學物理實驗難以同時研究電流與導體兩端的電壓和導體的電阻的關系，而是在分別控制導體的電阻與導體兩端的電壓不變的情況下，研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓和導體的電阻的關系，分別得出實驗結論。通過學生實驗，讓學生在動腦與動手，理論與實踐的結合上找到這「兩個關系」，最終得出歐姆定律I＝U/R。
為了研究導體的電阻大小與哪些因素有關， 控制導體的長度和材料不變，研究導體電阻與橫截面積的關系。
為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關，保證壓力相同時，研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系。
利用控制變數法研究物理問題，注重了知識的形成過程，有利於扭轉重結論、輕過程的傾向，有助於培養學生的科學素養，使學生學會學習。
中學物理課本中，蒸發的快慢與哪些因素的有關；滑動摩擦力的大小與哪些因素有關；液體壓強與哪些因素有關；研究浮力大小與哪些因素有關；壓力的作用效果與哪些因素有關；滑輪組的機械效率與哪些因素有關；動能、重力勢能大小與哪些因素有關；導體的電阻與哪些因素有關；研究電阻一定、電流與電壓的關系；研究電壓一定、電流和電阻的關系；研究電流做功的多少跟哪些因素有關系；電流的熱效應與哪些因素有關；研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關系；研究影響力的作用效果的因素；研究琴弦發聲的音調與弦粗細、松緊、長短的關系；研究物體吸熱與物質種類、質量、溫度的關系；研究通電導體在磁場中的受力與哪些因素有關；研究影響感應電流的方向因素等均應用了這種科學方法。
二、轉換法
一些比較抽象的看不見、摸不著的物質的微觀現象，要研究它們的運動等規律，使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現象來認識它們。這種方法在科學上叫做「轉換法」。 如：分子的運動，電流的存在等，
如：空氣看不見、摸不到，我們可以根據空氣流動（風）所產生的作用來認識它；分子看不見、摸不到，不好研究，可以通過研究墨水的擴散現象去認識它；電流看不見、摸不到，判斷電路中是否有電流時，我們可以根據電流產生的效應來認識它；磁場看不見、摸不到，我們可以根據它產生的作用來認識它。
再如，有一些物理量不容易測得，我們可以根據定義式轉換成直接測得的物理量。在由其定義式計算出其值，如電功率（我們無法直接測出電功率只能通過P＝UI利用電流表、電壓表測出U、I計算得出P）、電阻、密度等。
中學物理課本中，
測不規則小石塊的體積我們轉換成測排開水的體積（這里也有等效思維）
我們測曲線的長短時轉換成細棉線的長度
在測量滑動摩擦力時轉換成測拉力的大小
大氣壓強的測量（無法直接測出大氣壓的值，轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強）測硬幣的直徑時轉換成測刻度尺的長度
測液體壓強（我們將液體的壓強轉換成我們能看到的液柱高度差的變化）
通過電流的效應來判斷電流的存在（我們無法直接看到電流），
通過磁場的效應來證明磁場的存在（我們無法直接看到磁場），
研究物體內能與溫度的關系（我們無法直接感知內能的變化，只能轉換成測出溫度的改變來說明內能的變化）；
在研究電熱與電流、電阻的因素時，我們將電熱的多少轉換成液柱上升的高度。
在我們研究電功與什麼因素有關的時候，我們將電功的多少轉換成砝碼上升的高度。
密度、功率、電功率、電阻、壓強（大氣壓強）等物理量都是利用轉換法測得的。
物體發生形變或運動狀態改變可證明此物受到力的作用；蘋果落地可證明重力存在；馬得堡半球實驗可證明大氣壓的存在；霧的出現可證明空氣中含有水蒸氣；影的形成可以證明光沿直線傳播；月食現象可證明月亮不是光源；奧斯特實驗可證明電流周圍有磁場；指南針指南北可證明地磁場的存在；手機能打電話可證明電磁波的存在；擴散現象可證明分子做無規則運動；鉛塊實驗可證明分子間引力的存在；運動的物體能對外做功可證明它具有能。
在我們回答動能與什麼因素有關時，我們回答說小球在平面上滑動的越遠則動能越大，就是將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。以上列舉的這些問題均應用了這種科學方法。
例：1、分子運動看不見、摸不著，不好研究，但科學家可以通過研究墨水的擴散現象去認識它，這種方法在科學上叫做「轉換法』。下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例，其中採取的方法與剛才研究分子運動的方法相同的是( )
A.利用磁感應線去研究磁場問題
B.電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時，我們可通過電路中的燈泡是否發光去確定
C.研究電流與電壓、電阻關系時，先使電阻不變去研究電流與電壓的關系：然後再讓電壓不變去研究電流與電阻的關系
D.研究電流時，將它比做水流
三、放大法
在有些實驗中，實驗的現象我們是能看到的，但是不容易觀察。我們就將產生的效果進行放大再進行研究。 比如音叉的振動很不容易觀察，所以我們利用小泡沫球將其現象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉，裝水，插上一個小玻璃管，將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。嚴格說放大法也屬於轉換法．
四、積累法
在測量微小量的時候，我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候，我們先測量100張紙的厚度在將結果除以100，這樣使測量的結果更接近真實的值就是採取的積累法。
要測量出一張郵票的質量、測量出心跳一下的時間，測量出導線的直徑，均可用積累法來完成。嚴格地說積累法也屬於轉換法。
五、類比法
在我們學習一些十分抽象的，看不見、摸不著的物理量時，由於不易理解我們就拿出一個大家能看見的與之很相似的量來進行對照學習。如電流的形成、電壓的作用通過以熟悉的水流的形成，水壓使水管中形成了水流進行類比，從而得出電壓是形成電流的原因的結論。學生在學習電學知識時，在老師的引導下，聯想到：水壓迫使水沿著一定的方向流動，使水管中形成了水流；類似的，電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流。抽水機是提供水壓的裝置；類似的，電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時，消耗水能轉化為渦輪的動能；類似的，電流通過電燈時，消耗的電能轉化為內能。
我們學習分子動能的時候與物體的動能進行類比；學習功率時，將功率和速度進行類比。
例： 1、某同學在學習電學知識時，在老師的引導下，聯想力學實驗現象，進行比較並找出了一些相類似的規律，其中不準確的是( )
A.水壓使水管中形成水流；類似地，電壓使電路中形成電流
B.抽水機是提供水壓的裝置；類似地，電源是提供電壓的裝置
C.抽水機工作時消耗水能；類似地，電燈發光時消耗電能
D.水流通過渦輪時，消耗水能轉化為渦輪的動能：類似地，電流通過電燈時，消耗電能轉化為內能和光能
通過類比，用大家熟悉的水流、水壓的直觀認識，使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識躍然紙面，栩栩如生。
六、理想化物理模型：
實際現象和過程一般都十分復雜的，涉及到眾多的因素，採用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化後的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。
中學課本中很多知識都應用了這個方法，比如有：
液柱、（比如在求液體對豎直的容器底的壓強的時候，我們就選了一個液柱作為研究的對象簡化，簡化後的模型依然保留原來的特點和知識）
光線、（在我們學習光線的時候光線是一束的，而且是看不見的，我們使用一條看的見的實線來表示就是將問題簡化，利用了理想化模型）
液片、（在我們研究連通器的特點，求大氣壓時我們都在某一位置取了一個液面，研究該液面所受到的壓強和壓力，也是將問題簡化，利用理想化模型法）
光沿直線傳播；（在我們學習中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的，比如越往上空氣越稀薄，在比如因為空氣各處不均勻形成了風，而在光是沿直線傳播一節中我們將問題簡化，只取一個簡單的模型，一條光線在均勻的介質中傳播）
勻速直線運動；（生活中很少有一個物體真正的做勻速直線運動，在我們研究問題的時候勻速直線運動只是一個模型）
磁感線（磁感線是不存在的一條線，但是我們為了便於研究磁場我們人為的引入了一條線，將我們研究的問題簡化。）
光滑平面（研究力學時常用到光滑平面，即物體表面沒有摩擦，但是真正沒有摩擦的表面是沒有的．為了問題的簡化就把很小的摩擦不考慮就假設物體表面光滑）
例：1、在我們學習物理知識的過程中，運用物理模型進行研究的是( )多項選擇
A、建立速度概念 B、研究光的直線傳播
C、用磁感應線描述磁場 D、分析物體的質量
七、科學推理法：
當你在對觀察到的現象進行解釋的時候就是在進行推理，或說是在做出推論，例如當你家的狗在叫的時，你可能會推想有人在你家的門外，要做出這一推論，你就需要把現象（狗的叫聲）與以往的知識經驗，即有陌生人來時狗會叫結合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案
如：在進行牛頓第一定律的實驗時，當我們把物體在越光滑的平面運動的就越遠的知識結合起來我們就推理出，如果平面絕對光滑物體將永遠做勻速直線運動。
如：在做真空不能傳聲的實驗時，當我們發現空氣越少，傳出的聲音就越小時，我們就推理出，真空是不能傳聲的。
八、等效替代法：
比如在研究合力時，一個力與兩個力使彈簧發生的形變是等效的，那麼這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法，在研究串、並聯電路的總電阻時，也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實驗中我們利用兩個完全相同的蠟燭，驗證物與像的大小相同，因為我們無法真正的測出物與像的大小關系，所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。
九、歸納法：
是通過樣本信息來推斷總體信息的技術。要做出正確的歸納，就要從總體中選出的樣本，這個樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時候就用了歸納法，我們往往先嘗一嘗，如果都很甜，就歸納出所有的葡萄都很甜的，就放心的買上一大串。
比如銅能導電，銀能導電，鋅能導電則歸納出金屬能導電。在實驗中為了驗證一個物理規律或定理，反復的通過實驗來驗證他的正確性然後歸納、分析整理得出正確的結論。
在阿基米德原理中，為了驗證F浮＝G排，我們分別利用石塊和木塊做了兩次實驗，歸納、整理均得出F浮＝G排，於是我們驗證了阿基米德原理的正確性，使用的正是這種方法。
在驗證杠桿的平衡條件中，我們反復做了三次實驗來驗證F1×L1＝F2×L2也是利用這種方法。
一切發聲體都在振動結論的得出（在實驗中對多種結論進行分析整理並得出最後結論時），都要用到這一方法。
在驗證導體的電阻與什麼因素有關的時候，經過多次的實驗我們得出了導體的電阻與長度，材料，橫截面積，溫度有關，也是將實驗的結論整理到一起後歸納總結得出的。
在所有的科學實驗和原理的得出中，我們幾乎都用到了這種方法。運用歸納法得出的結論更具有普遍性。運用這種思維方法時實驗一定要改變條件多做幾次，否則得出的結論可能是特殊結論，而不具備普遍性。
十、比較法（對比法）
當你想尋找兩件事物的相同和不同之處，就需要用到比較法，可以進行比較的事物和物理量很多，對不同或有聯系的兩個對象進行比較，我們主要從中尋找它們的不同點和相同點，從而進一步揭示事物的本質屬性。
如，比較蒸發和沸騰的異同點。如，比較汽油機和柴油機的異同點
如，電動機和熱機。如，壓表和電流表的使用
利用比較法不僅加深了對它們的理解和區別，使同學們很快地記住它們，還能發現一些有趣的東西。
十一、分類法
把固體分為晶體和非晶體兩類、導體和絕緣體。
十二、觀察法
物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科。人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認真地總結和思索得來的。著名的馬德堡半球實驗，證明了大氣壓強的存在。在教學中，可以根據教材中的實驗，如長度、時間、溫度、質量、密度、力、電流、電壓等物理量的測量實驗中，要求學生認真細致的觀察，進行規范的實驗操作，得到准確的實驗結果，養成良好的實驗習慣，培養實驗技能。大部分均利用的是觀察法。
十三、比值定義法：
例：密度、壓強、功率、電流等概念公式採取的都是這樣的方法。
十四、多因式乘積法：
例：電功、電熱、熱量等概念公式採取的都是這樣的方法。
十五、逆向思維法
例：由電生磁想到磁生電
以上這些方法，還只是在初中物理的學習中會遇到和使用的一些科學方法，列舉出來，希望能夠給大家一些幫助。也希望大家都來關注這方面的問題，多了解和掌握一些科學方法，靈活運用，以便於指導我們的學習，工作和生活。

5. 杠桿中的力臂

教學目標】 1、通過操作、體驗和對杠桿實例的觀察，歸納出「杠桿是在力的作用下繞一固定點轉動的硬棒」，能說出杠桿的「支點、動力、阻力」；2、通過對實驗探究的分析、論證、評估，建立力臂概念。提高實驗探究的分析、論證能力，增強實驗評估意識；3、經歷探究杠桿平衡條件的過程，採用比較法和綜合分析法科學分析相關數據，得出杠桿的平衡條件「動力×動力臂＝阻力×阻力臂」；4、會畫杠桿中的動力臂和阻力臂，能用杠桿平衡條件解決簡單的具體問題；5、在杠桿的模型建構中領悟物理模型建構的一般方法：選擇樣例——建立初步圖示——圖示改進——建立模型；在探究中領悟「科學的發現往往需要向前再邁一步」。【教學重、難點】1、認識杠桿，探究並得出杠桿平衡條件。2、在探究中建立「力臂」概念,在實際應用中准確畫出杠桿「動力臂、阻力臂」。【設計思路】面向學生的生活世界和社會實踐，吸收教材中活動設計的優點，重組教材結構,按照學生的認知規律設計探究活動。在活動、體驗中認識杠桿，在杠桿的應用中尋求探究的需要，在探究、評估中建立力臂概念並獲得杠桿的平衡條件。整體設計由四組系列活動組成。系列活動一：認識杠桿。設置「拔圖釘」、「尋找身體中的杠桿」兩個層次的操作、體驗活動，形成對杠桿模型的正確認知。系列活動二：探究杠桿的平衡條件。以「用彈簧測力計稱象」創設探究背景，提出探究問題；通過模擬背景事件進行探究，形成杠桿平衡條件的初步結論；再通過實驗論證、評估，明確力臂，得出杠桿的平衡條件。系列活動三：知識應用。通過「畫力臂」完善對杠桿模型的認知，通過解決具體問題，了解杠桿平衡條件的應用。系列活動四：課後探究。由「自學與歸納」、「觀察與探究」組成，旨在加強對杠桿原理的理解，進一步了解杠桿在生活中的應用。【教學流程圖】【教學資源】實驗器材：釘有圖釘的木板、墊木、螺絲刀、羊角錘、扳手；杠桿、鉤碼、彈簧測力計、鐵架台、直尺、細線；視頻資源：「羊角錘拔鐵釘、開瓶器開瓶蓋、扳手擰螺絲」錄像，自製PPT課件。【教學過程】一、認識杠桿活動1：拔圖釘（教師）木板上釘了一枚圖釘，請把它拔出來（圖1）。（學生）使用不同的方法拔出圖釘。（教師）懂得使用工具是一種智慧的表現。生活中還很多任務是採用工具來完成的。（學生）觀察羊角錘拔鐵釘、開瓶器開瓶蓋、扳手擰螺絲（視頻）；觀察撬石頭、蹺蹺板、抽水機手柄（動畫）。（教師）以上工具在工作時有何共同的特點？（教師）待學生回答出轉動後，用flash演示並說明（圖2）：在物理學中，將一根在力的作用下可繞一固定點轉動的硬棒稱作杠桿（lever)。支點：杠桿繞著轉動的點，即圖中的O點；動力：使杠桿轉動的力，即圖中的F1；阻力：阻礙杠桿轉動的力，即圖中的F2；活動2：尋找身體中的杠桿(學生)尋找並用動作表達出來。（教師）舉例「昂首向天、提起足跟、手提重物」 ；（教師）點評：盡管人體的各種運動相當復雜，但最基本的運動都是由骨骼在肌肉的作用下繞關節轉動產生的，其模型就是杠桿。現代科技工作者從人體手臂得到啟發製造了太空梭的機械臂用以抓捕衛星。設計意圖：本環節採用二層次的活動設計，通過用杠桿來認識杠桿，通過看杠桿來了解杠桿；通過尋找身體中的杠桿來體會杠桿，使學生在活動、體驗中構建杠桿模型。二、探究杠桿的平衡條件[出示探究背景] （教師）2001年6月22日，杭州的一位物理老師用一隻彈簧測力計並藉助杠桿「稱」出了一頭質量約為3t的大像的質量（圖3）。他的具體做法是用一根10m長的槽鋼製作了一根杠桿，在離支點較近的位置掛上鐵籠和大象，在離支點較遠的位置用一把彈簧測力計測出杠桿處於水平平衡狀態時的示數。[提出探究問題] 稱象時，彈簧測力計的示數F1的大小與F2、l1、l2有何關系?[實驗設計]（教師）你能利用桌上的器材設計出合適的實驗裝置進行探究嗎？（師生共同討論）模仿稱象過程，選擇器材，設計實驗。具體裝置如圖4：1、用木製杠桿代替槽鋼，為消除杠桿自重的影響，杠桿應在中點懸掛，並調節平衡螺母使杠桿處於水平平衡；2、用鉤碼代替大象；3、l1、l2可以直接從杠桿上讀出。4、實驗中將彈簧測力計的拉力記作F1，鉤碼的拉力記作F2，OA記作l1、OB記作l2。（師生）探討步驟設計並確定實驗記錄表格。設計思想：控制變數法；步驟一：調節平衡螺母，使杠桿處於水平平衡狀態。步驟二：取F2=1N，l2=10 cm，l1=5cm，測出杠桿處於水平平衡狀態時F1的大小；步驟三：l1、l2不變，增大F2，測出F1；步驟四：F2、l1不變,增大l2，測出F1；步驟五、F2、l2不變,增大l1，測出F1。（教師）引導學生明晰實驗注意點：注意點一：彈簧測力計要調零；注意點二：彈簧測力計豎直向下拉動，待杠桿處於水平平衡狀態時讀數。[進行實驗]學生進行實驗操作，並將數據記錄在表格中（參考數據）：測量序號F2/Nl2/cml1/cmF1/N①11052②1.51053③1.51253.6④1.512151[實驗分析]（教師）引導學生討論並做出分析結論：1、比較①、②，說明：l1、l2不變，增大F2，則F1 增大；比較②、③，說明：F2、l1不變，增大l2，則F1增大；比較③、④，說明：F2、l2不變，增大l1，則F1減小；2、綜合分析①、②、③、④，可得杠桿平衡時: F1 l1= F2l2。3、引申分析：若l1＞l2 則F1＜F2 ，可以省力……(教師)引導學生思考：在上述表達式中，F1是通過彈簧測力計測得的，F2是鉤碼的重力造成的拉力；那麼l1、 l2究竟是什麼呢？是指OA、OB的長度嗎？[實驗論證](教師)請學生採用圖5的操作方式（彈簧測力計豎直上拉），用實驗驗證上述結論的正確性。實驗中取F2=1.5N, OB=10cm,OA=15cm，先計算出杠桿處於水平平衡時彈簧測力計示數，再進行實驗驗證。

(教師)請學生逐步傾斜彈簧測力計（如圖6）。（學生）發現彈簧測力計的示數發生變化。（教師）彈簧測力計傾斜後F2、OB沒有變化，是什麼引起了F1的變化？[實驗反思]（教師）組織學生探究：讓F1為1.5N時杠桿處於水平平衡，假如F1 l1= F2l2成立，則l1為10cm。組織學生用直尺測量尋找l1。（學生）通過測量發現l1為支點O到F1的作用線的垂直距離（見圖7）。（教師）PPT演示，在杠桿中，我們把支點到力的作用線的垂直距離稱做「力臂」。（教師）為什麼我們一開始模仿稱像所做的實驗，結論是成立的呢？（學生）由於杠桿處於水平平衡，拉力豎直向下，所以那時的OA、OB本就是力臂。（教師）點明杠桿的平衡條件（杠桿原理）：動力×動力臂＝阻力×阻力臂。可以用字母表示成：F1 l1= F2l2。[探究感悟]阿基米德在總結出了「杠桿的平衡條件」後，說：「只要給我一個支點，我就可以撬動地球」。對此，你有何感想？（教師）盡管我們有著古老的文明，早在春秋戰國時期，我們就有了使用桿秤的記錄，我們的祖先早就把杠桿應用於實際生活，也總結出了一些經驗，但卻與 「杠桿原理」擦肩而過。在今天的探究中，我們能夠得到的另一啟發就是「科學的發現往往需要我們向前再邁一步」。設計意圖：本環節是本課的中心，在本課重點的突破上採用了三步走，先是利用背景創設引起學生探究慾望，通過模擬背景進行探究，得出杠桿平衡條件的初步結論；接著通過對探究結論的驗證、評估與反思明確再探方向；最後利用再探究，由學生在尋找中建立杠桿力臂的概念，在化解力臂認知難點的同時得出杠桿的平衡條件。三、試一試問題一、標出圖甲杠桿中的力F1、F2的力臂；問題二、圖乙中，F1的作用點在A，請畫出撬圖釘時所需要的最小的力。學生作答，教師點評。解答如下：問題一：畫力臂的方法，先找支點和力的作用線，從支點向力的作用線做垂線，用l1表示動力臂，用l2表示阻力臂（見圖10甲）。問題二：由F1 l1= F2l2知， l1最大時，F1最小；連接OA即為最大的l1，從A點做OA的垂線向下即為F1的方向（見圖10乙）。設計意圖：問題一旨在加強對力臂的理解，問題二旨在加強對杠桿的平衡條件理解的同時，加深對力臂的理解。四、小結與作業（教師）本節課我們主要探討了什麼是杠桿，探究得出了杠桿的平衡條件，在探究中，我們通過測量找到了力臂。但這只是對杠桿有了初步認識，課後請同學們思考以下問題:自學與歸納 閱讀書本第6頁內容，解決稱像問題中的計算，並歸納利用杠桿原理解決問題的一般方法。觀察與探究 生活中的杠桿類工具有很多，它們的作用也不盡相同，請觀察、收集部分生活中的杠桿類工具（如剪刀），利用杠桿原理分析它們的作用，並嘗試分類。設計意圖：延伸課堂探究思維，從物理走向生活，培養將物理知識應用於實際的意識。

6. 「哪些課題屬於實驗教學課」

牛一定律、平衡力、壓力的作用效果、液體壓強與什麼因素有關、流體壓強與流速的關系、稱重法測浮力、浮力的大小與什麼因素有關、阿基米德原理、浮沉條件、杠桿的平衡條件、滑輪與滑輪組、滑輪組的機械效率.這些是教學當中可以進行試驗教學的,要求學生動手的實驗要看學校是否器材完備,很多農村學校都做不起的.

7. 初二物理實驗

實驗是物理學科的最大特點，是培養學生多種能力的重要途徑。近幾年來，中考實驗題在形式和內容上都有了很大的變化，突出表現在，題目不是簡單地考查實驗儀器的操作，也不是課本實驗的重復，而是以課本演示實驗、學生實驗為背景，通過改變實驗條件，或實驗中出現了意料之外的問題，以及運用學過的研究方法，自己設計一個新的實驗方案等來設置障礙，要求學生分析並找到解決問題的途徑。不僅考查學生的實驗能力，而且考查研究物理的方法和知識遷移的能力。

一、例題導航

例1 幾個同學爬桿比賽時，要比較誰的功率大，分別需要哪些測量儀器和測出哪些物理量？

分析：要設計一個實驗來測量人爬桿時的功率，首先就要建立一個科學模型，高度抽象、概括地描述人爬桿時的物理狀態。有了正確的模型，爬桿人的體重、爬桿的高度和時間是三個必須考慮的因素。常規的方法是用體重計測體重，用秒錶測時間，用長桿和捲尺測高度。而用控制變數的思想（保持同樣的高度或用同樣的時間），就可以在時間和高度這兩個量中少測一個。因此，這樣的設計性實驗試題，雖然並不復雜，但卻考查了學生建立科學模型和正確應用控制變數的方法解決問題的能力。

答案：

（1）用體重計測體重，用秒錶測時間，用長桿和捲尺測高度。

（2）用體重計測體重，用秒錶測時間。（要求比賽的同學都爬過同樣高度）

（3）用體重計測體重，用長桿和捲尺測高度。（要求比賽的同學在幾條桿上同時開始，同時停止）

評析：本題不是簡單地考查實驗儀器的操作，也不是課本實驗的重復，而是從學生的生活實際出發，考查學生在真實情境中應用知識，規劃、沒計、實施實驗，以解決問題的能力。

例2 （2005貴陽課改卷）甲乙兩個實驗小組在探究「杠桿的平衡條件」時，分別得到下面兩組數據和結論。他們在交流時，甲組發現了自己實驗結論的錯誤和產生錯誤的原因。你認為甲組產生錯誤的原因有那些？

甲組產生錯誤的原因：______________________________________________。

甲 組

乙 組

次數
動力
動力臂
阻力
阻力臂
動力
動力臂
阻力
阻力臂

結論
動力+ 動力臂＝阻力+阻力臂
動力 ×動力臂＝阻力×阻力臂

分析：在探究性教學中，杠桿原理一般並不是直接告訴學生，而是通過實驗，讓學生自己去發現。結果，很多學生就發現杠桿的平衡條件是「動力+動力臂＝阻力+阻力臂」，而且不止一組實驗數據支持這種想法，於是學生認為他們的想法得到了證實。到了這里，教學涉及到的就不僅僅是杠桿原理的問題了，而是科學探究中歸納方法的局限性問題。

答案：甲組的錯誤：

（1）不同單位的物理量不能直接相加。

（2）這四個物理量中的三個，它們的數據都應任意設定，不能有任何人為設置的規律。

（3）沒有進行多次測量並從中找到普遍規律。

二、小試牛刀

1．（2005廣西柳州）由於白熾燈除了發光還產生熱量，所以逐漸被稱之為「冷光源」的各種節能燈代替。白熾燈的功率越大，亮度越大，產生的熱量是否也越多呢？為此，小明設計了一個實驗方案：使25W白熾燈正常發光，把溫度計放在燈泡附近任一位置，觀察溫度計示數的變化；換上100W白熾燈重復上述步驟。若100W白熾燈使溫度計的溫度升得高，則產生的熱量多。同學們對小明的方案進行了討論，認為：

（1）在燈泡附近的范圍內，燈泡產生的熱量越多，空氣溫度________，利用溫度計測溫度變化的方案是可行的；

（2）方案還應注意兩個問題：一是________________，二是________________。

答案：（1）升高越大（2）測溫點要固定、測溫時間要相同

2．（2005泰州）由阿基米德原理（F浮＝G排液）結合相關知識，可以推得F浮＝ρ液V排液g，從而看出物體受到的浮力大小與物體________和液體的________有關。

有些愛思考的同學進一步提出，除上述兩個因素外，浮力的大小是否還與別的什麼因素有關？其中，一個比較具體的問題是：物體所受浮力大小是否與物體的形狀有關？針對這個問題，若提供下列器材由你選擇，你將選擇哪些器材、怎樣進行探究？

供選擇的器材有：彈簧測力計，三個形狀不同的小石塊，橡皮泥，燒杯、細線和水．

（1）你選擇的器材是：________________。

（2）你的探究方案（即實驗步驟）是：________________。

（3）你如何根據探究過程中觀察到的現象或獲得的數據得出結論：__________________。

答案：排開液體的體積、密度

（1）彈簧測力計、橡皮泥、燒杯、細線和水（多選或少選均不正確）

（2）實驗步驟：

或a．①用細線將橡皮泥吊在彈簧測力計上，測出橡皮泥重G；

②將橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數F1；

③改變橡皮泥形狀，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數F2；

④再改變橡皮泥形狀，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數F3。

或b．①用細線將橡皮泥吊在彈簧測力計上，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數F1；

②改變橡皮泥形狀，把橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數F2；

③再改變橡皮泥形狀，把橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數F3。

（3）（答案要與實驗步驟對應）

或a．求出橡皮泥各次在水中所受的浮力。若各次所受浮力相等，說明浮力大小與形狀無關；若各次所受浮力不等，說明浮力大小與形狀有關。

或b．比較橡皮泥各次浸沒水中時測力計示數。若測力計的示數相等，說明浮力大小與形狀無關；若測力計的示數不等，則說明浮力大小與形狀有關。

3．（2005泰州）通過學習，同學們知道了液體壓強的特點。在此基礎上，老師提出了這樣的問題：有兩只杯子，分別盛有清水和鹽水，但沒有標簽，你能否用壓強計將它們區別開？

（1）當壓強計的金屬盒在空氣中時，U形管兩邊的液面應當相平，而小明同學卻觀察到如圖1（a）所示的情景。出現這種情況的原因是：U形管左支管液面上方的氣壓______大氣壓（填「大於」、「小於」或「等於」）；調節的方法是：（ ）

A．將此時右邊支管中高出的液體倒出

B．取下軟管重新安裝

（2）小明再作圖（b）所示的檢查。當用手指按壓（不論輕壓還是重壓）橡皮膜時，發現U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化。出現這種情況的原因是：__________________________。

（3）壓強計調節正常後，小明將金屬盒先後浸入到兩杯液體中，如圖（c）和（d）所示。他發現圖（d）中U形管兩邊的液柱高度差較大，於是認為圖（d）杯子中盛的是鹽水。①你認為，小明的結論是_________________（填「可靠的」或「不可靠的」）；②簡要說明理由：_________________。

答案：（1）大於B

（2）壓強計的氣密性不好；或壓強計金屬盒（或「軟管」）漏氣；或U形管與軟管連接不好。

（3）不可靠的金屬盒（或「橡皮膜」）在兩種液體中的深度不同；或沒有控制金屬盒（或「橡皮膜」）在兩種液體（或「在液體」）中的深度（或「深度相同」）。

4．（2005蘇州）小明同學在做完「觀察水的沸騰」實驗後又進一步探究了沸水自然冷卻過程中溫室隨時間的變化情況，他將實驗數據記錄在自己設計的表格中。

小明通過描點畫出如圖2所示的水溫隨時間變化的曲線。

（1）根據表中的數據可推知，小明做上述實驗時的環境溫度（即室溫）應在_______℃左右。

（2）根據圖示水溫隨時間變化的曲線。可知沸水在自然冷卻過程中溫度隨時間變化的特點是：______________。

答案：（1）22

（2）溫度較高時，溫度隨時間下降較快，當溫度接近室溫時，溫度下降越來越慢。

5．（2005蘇州）刻度尺，溫度計，量筒，彈簧測力計，電流表和電壓表是物理實驗中的常用儀器。通過比較可以發現，這些儀器具有—些共同的特點。例如它們都有一定的量程。

上述儀器還有的共同特點是（只要求寫出2個）：

（1）__________________________________________________；

（2）__________________________________________________。

答案：（1）一定的分度值

（2）刻度是均勻的

6．（2005南京）有一天，小明在家觀察洗衣機排水後，對容器排盡水的時間與排水孔的大小之間的關系產生了濃厚的興趣。為此他找來四個同樣大小的圓柱形塑料容器，在它們的底部相同位置各開一個排水圓孔，排水孔的直徑d分別是1．5cm、2．0cm、3．0cm和5．0cm。在容器里放入30cm深的水，打開排水孔讓水流出，用秒錶測量水完全流出所需的時間t分別為73．0s、41．2s、18．4s和6．8s。

（1）請設計一個表格，並將小明測得的數據填寫在表格中。

（2）請在圖3中畫出排盡水的時間t與排水孔直徑d的關系圖線。

（3）分析實驗數據，初步可以看出t與d之間韻關系為：d越大，t_____，但是還不能確定它們之間明確的數量關系。

（4）請你猜想t與d之間可能存在的數量關系，並根據以上數據寫出證實你猜想的思路。

猜想：________________________________________。

思路：_________________________________________。

答案：（1）

排水孔直徑d／cm
1．5
2．0
3．0
5．0

排盡水的時間t/s
73．0
41．2
1 8．4
6．8

（2）圖線如下

（3）越小
（4）t與d2成反比，可以作出t與圖線，並觀察圖線是否為一條直線

（說明：本小題只要答案合理均正確）

7．（2005南通）為探究滑動摩擦力大小與什麼因素有關，小明設計了如圖4甲所示的實驗。

⑴如果要想利用此實驗來探究滑動摩擦力的大小與壓力的關系，應設計怎樣的實驗步驟？

⑵在探究滑動摩擦力的大小是否與物體間的接觸面積有關時，小明先後用大、小木塊按照圖甲所示的方法進行對比實驗。小明的做法是否正確？為什麼？

⑶在研究此問題時，小紅設計的實驗如圖4乙所示，彈簧測力計一端固定，另一端鉤住長方形木塊，木塊下面是一長木板，實驗時拖支長木板，然後讀出彈簧力計的示數，即可測出木塊和木板之間的摩擦力。小明看了小紅的實驗後，認為小紅設計的實驗優於自己設計的實驗。對此你能說出其中的原因嗎？

答案：⑴彈簧測力計拉動木塊，使它做勻速直線運動，讀出此時彈簧測力計的示數F1；

在木塊上面加一個重物，再用彈簧測力計拉動木塊，使它做勻速直線運動，讀出此時彈簧測力計的示數F2；比較F1和F2的大小。

⑵不正確。實驗過程中沒有保持相同的壓力。

⑶木塊不必做勻速直線運動（或彈簧測力計保持靜止，便於讀數）

8. 急急急!!!求助：咋才能學好物理!

經驗都是自己總結出噠，別人的不一定適合你，物理嘛，你如果是一個喜歡實踐的人學起來就不難的，物理的公式好背，這對於一個秀才來說背書是首要的，物理最重要的還是搞懂原理，說不定到時候你還多發明出個啥東西呢，呵，不一定成績高就學的好，只要你搞懂了原理就可以舉一反三，加油吧，中國目前還是按分數看人滴，悲哀