A. 初中物理杠桿 技巧
OK
B. 物理合作小組高效學習的課堂教學有什麼好的建議
一、適時分組，獲取最佳學習效果
要提高合作學習的效果，應把握好分組的時機。在教學中，部分教師採用分組的形式，讓學生討論、合作，且無論什麼樣的課都採用，過一會兒用一次。從表面上看，課堂氣氛比較活躍，但從實際的教學效果看，討論時間給得不夠，剛剛分好組，沒說幾句，就被教師止住安排下一項內容了，合作學習顯得匆忙、零亂。因此，把握好分組的時機尤為重要！
1、當任務繁重時，可採用小組合作學習
新教材要求同學們的知識學習不局限於課本，課堂理論與生活實踐相聯系，加強學生對知識的「遷移」和「內化」，讓學生帶著設計好的問題去搜集盡可能多的信息、資料。由於要通過多種渠道獲取信息，任務多，時間緊，學生通常不具備獨立完成的條件和能力，這時採用「小組合作學習」的方法就很快捷、高效。
如在學習八年級物理《杠桿》一節時，當介紹完杠桿的特點和杠桿平衡條件後，在進一步學習杠桿的應用時，可事先安排同學們去多方面搜集生活生產中各式各樣杠桿的信息，具體的包括它們的形狀、名稱、用途等，由於杠桿在生產生活中應用廣泛，單靠個人的力量收集到的信息比較有限，這時可將同學們分成若干合作小組，讓小組每個成員承擔與其興趣、能力以及家庭特點相當的一部分任務，這樣可以使個人的優勢最大化，以獲得最佳的小組總體效果。比如是工人家庭的學生讓他去搜集工業生產中應用到的杠桿知識；農村的孩子可讓他去搜集一些勞動工具中有關杠桿的知識；喜好體育的同學也可以去搜集健身器材中涉及到的杠桿的知識；一些愛好電腦的同學可以去網上搜索杠桿的有關信息。在小組長的組織下，小組成員及時通報進展情況，介紹各自的收獲，每個小組長把自己小組收集到的有價值的資料、信息甚至成功的實驗表演，推薦給全班同學，實現最大程度的資源共享。這一過程豐富了學生的資料，擴大學生的視野，增長學生的才幹，同時活躍了課堂氣氛。此外，還有同學反映在搜集信息的過程中還增進了同父母之間的溝通，也算是一大收獲。
2、當學生思考出現困難時，可採用小組合作學習
以前的課堂教學，教師是主角，學生是配角，教師是表演者，學生是參與者。特別是一些學習態度差的學生更是心不在焉，不願去動腦，動口，動手，造成差生面不斷擴大，即使是學習態度好的學生面對如此單調的課堂，也很難在一節課的時間內都能集中精神聽課，他們也需在課後花大量時間去復習、做題才能保證一定的效果，進而造成物理課堂教學效益差。為突破傳統的課堂教學格局，我們在物理實驗課教學上從形式到內容都做了大膽改革：在課堂教學中進行角色轉換，讓學生來唱主角，教師甘當配角。通過教師和學生之間的合作交流，讓學生自己動手去實踐，在實踐中學會自我思考和探索。由於學生認知水平的局限，往往考慮問題不很全面，一旦他們協同作戰，相互補充相互討論，能達到事半功倍1+1＞2的效果。尤其出現一些教學難點的時候，創設條件採用小組合作學習往往比教師反復說教效果更好。
《凸透鏡成像規律》是初中物理學習中的一個難點，傳統的教學是教師把幾種成像情況給學生演示後就讓學生牢記這個規律，一些學生很難真正理解，實施新課程後，一些教師讓學生自行探究但又對學生的能力有所懷疑，所以分組後按照2倍焦距以外、1倍焦距和2倍焦距之間等情況給了一些有關物距的實驗數據，並且還把一些實驗注意事項，比如燭焰、透鏡、光屏三者中心的位置關系一再強調。這樣的分組合作學習沒有體現學生的主觀能動性，實驗過後學生盡管在教師的提示下得出了成像規律，但是從以往的經驗來看這樣的教學效果並不好，比如問到為什麼在實驗前要進行燭焰、透鏡、光屏三者中心的位置的調節很少有同學回答得出。我在這節教學時，當和同學們一起分析出可能和位置有關後，讓學生分組後有關儀器的安裝以及位置關系都讓學生小組討論後自己解決。在實驗的過程中，發現同學們在一起討論儀器的擺放、物距的大小，一起分析看不到像的原因，甚至還在爭論改變物距時到底是移動蠟燭好還是移動透鏡好，有爭論聲，也有贊同聲。因為同學們經過操作相互討論，所以類似上述的為什麼要調節燭焰、透鏡、光屏三者中心的位置，以及光屏上得不到像的其他原因都能很輕松的解決。僅憑學生的個人能力很難達到這樣的效果。
3、當方法多樣時，可採用小組合作學習
如：有一組串聯的彩燈，當閉合開關後燈都不亮，已知其中1盞燈的燈絲燒斷，請大家判斷是哪盞燈壞了？所需器材自選。
問題的存在恰恰是推開真理大門的前奏。組織學生分組開展討論，由學生自己分析和處理信息。經過討論，有小組提出用電壓表檢驗，有小組提出用電流表檢驗，有的小組提出再用一隻完好的燈泡分別代替電路中的每一隻燈泡，有的小組提出用一根導線來檢驗等。當然提出的方法中有可行的，也有不可行的，經過大家的討論把不可行的分別排除。傳統的教學不是老師講解，就是同學們回答後給出肯定或否定的答復。有的同學沒有理解，有的同學對老師的講解不會提出自己的意見，認為老師說的一定正確。但是如果讓同學們自己討論，大家的關系是相互平等的，敢於發表自己的見解，能夠讓每個同學都參與到主動學習中來。
二、合理分組，相互合作相互競爭
為了有效的開展合作學習，除了把握分組的時機，還要進行合理的分組。
第一，分組時應兼顧小組成員之間的差異做到「組內異質」。這里的差異應包括學生成績、能力傾向、個性特徵、家庭背景等諸多因素。比如在前面安排同學們去多方面搜集生活生產中各式各樣杠桿的信息時，就要考慮到同學家庭的差異，否則同組的學生可能搜集到許多重復的信息，就不能很好的進行組內交流。同時還要考慮學生能力，比如，讓愛好電腦的學生去上網搜集資料，就不可以把班級內電腦「高手」都分在同一組。「組內異質」除了可以更好的發揮每位同學的作用，同時還有利於組內成員間的相互學習。
第二、分組還應做到「組組同質」。可以增加合作學習小組間的競爭性。如果小組與小組之間存在很大差異，綜合能力較弱的小組，就會失去興趣，那麼這樣的競爭也就沒有任何意義，只有讓每個小組成員都能體驗到成功的喜悅，才能增強他們再次去爭取成功的信心。同時為了同一個目標還能促進組內成員之間更好的合作。
三、重視學生情感，激發合作學習興趣
對於新課程提出的三維教學目標，學生學習的情感因素也不能忽視，因為興趣是最好的老師。
第一，分組要盡可能滿足學生的意願。在分組時可適當採取自願原則，即教師不幹預學生的分組過程，學生自願組合。按照這種原則分組，通常是個性相近的學生在一組，討論問題時學生相互交流較多，積極性較高。不過由於學生在分組時可能不會兼顧到上述「組組同質，組內異質」的原則，所以教師也可以適當調整。
第二、要根據課程標准、教材以及學生認知發展的特點選擇具有探究價值、能激發學生興趣、有利於學生合作的內容進行活動．關鍵在於提出的問題能否提供合作的契機，是不是值得討論的問題。如果提出的問題過於簡單，討論將變成一種形式，學生更無興趣可言。
第三、學生之間要相互尊重。在採取小組合作學習時，很多教師頭痛的就是紀律問題，整個課堂亂作一團，所以討論就更加變成一種形式，學生還沒有聽清對方說些什麼教師宣布停止討論，讓學生回答討論的結果。為了有效的開展合作學習，要培養學生學會「三會」，即：一是學會傾聽，不隨便打斷別人的發言，努力掌握別人發言的要點，對別人的發言做出評價；二是學會質疑，聽不懂時，請求對方作進一步的解釋；三是學會組織、主持小組學習，能根據他人的觀點，做總結性發言。使學生在交流中不斷完善自己的認識，不斷產生新的想法，同時也在交流和碰撞中，一次又一次地學會理解他人，尊重他人，共享他人的思維方法和思維成果。對於發言的成員來說，得到尊重也就願意把自己的觀點向大家表露，盡管有時是不完善甚至錯誤的想法，也可以給其他的同學帶來啟發，討論的激情會更加高漲。課堂紀律自然也不難維持。
總之，合作學習作為課程改革背景下的一種新的學習方式和教學組織形式，它在物理教學中的應用前景是很廣闊的。將理念變成實踐，從形似到神似的過程曲折艱辛又趣味無窮，還有許多問題值得我們做深入探討。我願一如既往，做一個教改中的勤懇的耕耘者。
C. 有關物理杠桿的專題報告
http://www.white-collar.net/02-lib/01-zg/03-guoxue/%C6%E4%CB%FB%C0%FA%CA%B7%CA%E9%BC%AE/%D7%A8%CC%E2%C0%E0/%CE%C4%BB%AF/%D6%D0%B9%FA%B9%C5%B4%FA%BF%C6%BC%BC%B3%C9%BE%CD/Resource/Book/E/JXCKS/TS011100/0017_ts011100.htm
三物理學
中國古代的力學知識
自然科學史研究所 戴念祖
力學是研究力和機械運動的科學。一個物體在時間、空間中的位置發生變動，就叫機械運動。自然界中一切物體都在作機械運動，即使表面看來靜止的桌椅、不動的教室，也時刻在隨地球一起轉動。力是物質間的一種相互作用，機械運動狀態的變化就是這種相互作用引起的。靜止的或運動的狀態不變化，都意味著其中各種力的相互平衡。力學知識起源於對自然現象的觀察和生產勞動。在中國古代有豐富的力學知識。
簡單機械
杠桿、滑輪和斜面，物理學上稱作簡單機械。
杠桿的使用或許可以追溯到原始人時期。當原始人拾起一根棍棒和野獸搏鬥，或用它撬動一塊巨石，他們實際上就是在使用杠桿。石器時代人們所用的石刃、石斧，都用天然繩索把它們和木柄捆束在一起；或者在石器上鑿孔，裝上木柄（如圖左）。這表明他們在實踐中懂得了杠桿的經驗法則：延長力臂可以增大力量。
杠桿在中國的典型發展是秤的發明和它的廣泛應用。在一根杠桿上安裝吊繩作為支點，一端掛上重物，另一端掛上砝碼或秤錘，就可以稱量物體的重量。古代人稱它「權衡」或「衡器」。「權」就是砝碼或秤錘，「衡」是指秤桿。迄今為止，考古發掘的最早的秤是在長沙附近左家公山上戰國時期楚墓中的天平。它是公元前四到三世紀的製品，是個等臂秤。不等臂秤可能早在春秋時期就已經使用了。古代中國人還發明了有兩個支點的秤，俗稱銖秤。使用這種秤，變動支點而不需要換秤桿就可以稱量比較重的物體。這是中國人在衡器上的重大發明之一，也表明中國人在實踐中完全掌握了阿基米德杠桿原理。
《墨經》一書最早記述了秤的杠桿原理。《墨經》是戰國時期以魯國人墨翟（約前468－前376）為首的墨家著作。墨翟和他的弟子們以刻苦耐勞、參加生產、勇敢善戰著稱。因此，他們的著作中留下了許多自然科學知識。
《墨經》把秤的支點到重物一端的距離稱作「本」（今天通常稱「重臂」），把支點到權一端的距離稱作「標」（今天稱「力臂」）。《墨經·經下》中說：第一，當重物和權相等而衡器平衡時，如果加重物在衡器的一端，重物端必定下垂；第二，如果因為加上重物而衡器平衡，那是本短標長的緣故；第三，如果在本短標長的衡器兩端加上重量相等的物體，那麼標端必下垂。（「衡，加重於其一旁，必垂。權、重相若也相衡，則本短標長；兩加焉，重相若，則標必下。」）墨家在這里把杠桿平衡的各種情形都討論了。他們既考慮了「本」和「標」相等的平衡，也考慮了「本」和「標」不相等的平衡；既注意到杠桿兩端的力，也注意到力和作用點之間的距離大小。雖然他們沒有給我們留下定量的數字關系，但這些文字記述肯定是墨家親身實驗的結果，它比阿基米德發現杠桿原理要早約二百年。
桔槔也是杠桿的一種。它是古代的取水工具。作為取水工具，一般用它改變力的方向。為其他目的使用時，也可以改變力的大小，只要把桔槔的長臂端當作人施加力的一端就行。春秋戰國時期，桔槔已成為農田灌溉的普通工具。
滑輪，古代人稱它「滑車」。應用一個定滑輪，可改變力的方向；應用一組適當配合的滑輪，可以省力。至少從戰國時期開始，滑輪在作戰器械、井中提水等生產勞動中被廣泛應用。傳說公元前四世紀，巧匠公輸般為季康子葬母下棺，創制了轉動機關（見《禮記正義》卷十），可能就是指的滑輪。漢代畫像磚和陶井模型都有滑輪裝置。
滑輪的另一種形式是轆轤。把一根短圓木固定於井旁木架上，圓木上纏繞繩索，索的一端固定在圓木上，另一端懸吊水桶，轉動圓木就可提水。只要繩子纏繞得當，繩索兩端都可懸吊木桶，一桶提水上升，另一桶往下降落，這就可以使轆轤總是在作功。轆轤大概起源於商末周初（公元前十一世紀）。據宋代曾公亮（998－1078）著《武經總要前集》卷十一《水攻·濟水府》，周武王時有人以轆轤架索橋穿越溝塹的記載。唐代劉禹錫（772－842）描寫了他親自所見的一種叫「機汲」的提水機械，它是把轆轤和架空索道聯合並用，以便把山下流水一桶桶地提上山頂，既澆田地又省力（《劉夢得文集》卷二十七《機汲記》）。
最早討論滑輪力學的還是《墨經》。《墨經·經下》把向上提舉重物的力稱作「挈」（qí），把自由往下降落稱作「收」，把整個滑輪機械稱作「繩制」。《墨經》中說：以「繩制」舉重，「挈」的力和「收」的力方向相反，但同時作用在一個共同點上。提挈重物要用力，「收」不費力，若用「繩制」提舉重物，人們就可省力而輕松。（「挈與收反。」「挈，有力也；引，無力也。不必所挈之止於施也，繩制之也。」）又說：在「繩制」一邊，繩比較長，物比較重，物體就越來越往下降；在另一邊，繩比較短，物比較輕，物體就越來越被提舉向上。（「挈，長重者下，短輕者上。」）又說：如果繩子垂直，繩兩端的重物相等，「繩制」就平衡不動。（「繩下直，權重相若則正矣。」）如果這時「繩制」不平衡，那麼所提舉的物體一定是在斜面上，而不是自由懸吊在空中。我們對於墨家的豐富的力學知識就不能不贊佩！
尖劈能以小力發大力。早在原始社會時期，人們所打磨的各種石器，如石斧、石刀、骨針、鏃等等，都不自覺地利用了尖劈的原理。墨家在討論滑輪的功用說到它省力時，就把它比喻作「錐刺」。漢代王充說：「針錐所穿，無不暢達；使針錐末方，穿物無一分之深矣。」（《論衡·狀留篇》）墨家和王充等人清楚地知道尖劈原理的經驗法則。
在日常生活中常應用的尖劈之一是楔子，木楔或金屬楔。人們常用它加固各種器具。唐代李肇講過這樣的故事：
在蘇州建造重元寺時，工匠疏忽，一柱未墊而使寺閣略有傾斜。若是請木工再把寺閣扶正，費工費事又費錢。寺主為此十分煩惱。一天，一外地僧人對寺主說：不需費大勞力，請一木匠為我作幾十個木楔，可以使寺閣正直。寺主聽他的話，一面請木工砍木楔，一面擺酒盛宴外地僧人。飯畢，僧人懷揣楔子，手持斧頭，攀梯上閣頂。只見他東一楔西一楔，幾根柱子楔完之後，就告別而去。十幾天後，寺閣果然正直了。（李肇：《唐國史補》卷中）
小小幾個尖劈，作用卻這樣巨大！
斜面的力學原理和尖劈相同。人們在推車行平地和上坡時發現用力不同。成書於春秋戰國之際的《考工記·輈（zhōu）人》中說：「登阤者，倍任者也。」這就是說，推車上坡，要加倍費力氣。用雙手舉重物到一定高度和用斜面把同樣的重物升到同一高度，自然後者容易得多。《荀子·宥坐》中說：「三尺之岸而虛車不能登也，百仞之山任負車登焉。何則？陵遲故也。」人們不能把空車舉上三尺高的垂直堤岸，卻能把滿載的車推上百仞高山。這是為什麼？因為高山的路面坡度斜緩（「陵遲」）。這正是斜面物理功用的最好總結。
重心和平衡
要使物體平穩地置於桌面上，就要考慮它的重心和平衡的問題。從物理學觀點看，通過物體的重心和桌面垂直的線（或面）要維持在這一物體的支持面里；否則，這一物體就很容易倒下。在日常生活中涉及重心和平衡的例子隨手可拾。商代的酒器斝（jiǎ）有三足，它的重心總是落在三足點形成的等邊三角形里。西漢中山靖王劉勝墓出土的朱雀銅燈，體現了工匠關於重心的巧妙構思。東漢銅奔馬，三足騰空，一足落地。但是它的重心剛好落在支撐足上，因此，即使支撐面很小，看來好像容易傾倒，其實是穩定平衡的。在雜技表演中走繩的演員手握長杠或持雨具；單臂撐的演員，他的兩腿總要彎過自己的頭頂。這些道具或造形，不僅在於美和險的結合，讓人驚心動魄，更重要的是演員必需採取的安全措施：保持自己的重心和平衡。
大概在西周時期，聰明的工匠製造了一件盛水的「欹器」。「欹」（qī）的意思是傾斜。它可以隨盛水的多少而發生傾斜變化。不裝水時，它成傾斜狀態；裝上一半水時，就中正直立；裝滿水時，它就自動翻倒，把所盛水倒出。《荀子·宥坐》把它描寫作「虛則欹，中則正，滿則覆。」所以會出現這種現象，是由於欹器的重心隨盛水的多少而發生變化的緣故。有一天，孔子（前551－前479）在魯廟中見到這種欹器，立即讓他的弟子們注水實驗。然後，他感慨地說：「吁！惡有滿而不覆者哉！」意思是告誡弟子，要謙虛，切戒自滿。漢代以後，不斷地有人製造各種欹器，充分體現中國人掌握了有關的力學知識。
隋唐時期，或許由於飲酒之風盛行，人們製作了一種勸人喝酒的玩具，經匠心雕刻的木頭人，稱作「酒鬍子」。把它置於瓷盤中，「臲（niè）卼（wù）不定」、「俯仰旋轉」、「緩急由人」。（見王定保著：《唐摭言》卷十二《海敍不遇》）也有用紙製作的，「糊紙作醉漢狀，虛其中而實其底，雖按捺而旋轉不倒也。」（見趙翼（1727－1814）著：《陔余叢考》卷三十三）現在把這些玩具叫不倒翁。另一種勸酒器，雖叫不倒翁，但轉動搖擺後最終會倒下。宋代張邦基說：「木刻為人，而銳其下，置之盤中，左右欹側，僛（qī）僛然如舞之狀，久之力盡乃倒。」（張邦基：《墨庄漫錄》卷八）這種玩具指向某人或倒向某人，某人當飲酒。
從這些歷史文獻記載中可以看出，前一種不倒翁的重心略低於木頭人下半圓的中心，後一種略高於下半圓的中心，由於它們重心位置不同，造成它們左右搖擺後的不同後果。而古代人把它們製成半圓形下身，並且「虛其中而實其底」，正說明他們有意識地利用重心位置和平衡的關系。
西漢初年（公元前二世紀）成書的《淮南子·說山訓》曾就本末倒置而造成不平衡的現象總結說：「下輕上重，其覆必易。」
東漢王充對平衡問題作了極好的論述：「圓物投之於地，東西南北無之不可，策杖叩動，才微輒停。方物集地，一投而止，及其移徙，須人動舉。」（《論衡·狀留篇》）「策杖」是趕馬用的木棍。圓球投落地面，東西南北隨遇滾動，只有用棍子制止它，它才會靜止一會兒。方形物體投落地面，立即就靜止在那兒。如果要它移動，就需要施加外力。這些現象正是力學中隨遇平衡和穩定平衡的典型例子。
力
力是物理學中很重要、很基本的概念，它的形成在物理學史上經過了漫長的時間，直到十七、十八世紀，物理學家才對它作出准確的定義。
在甲骨文中，「力」字像一把尖狀起土農具耒。用耒翻土，需要體力。這大概是當初造字的本意。
《墨經·經上》最早對力作出有物理意義的定義：「力，刑之所以奮也。」「刑」通「形」，表示一切有生命的物體。「奮」的原意是鳥張開翅膀從田野里飛起，墨家用它描述物質的運動或精神的狀態改變，如同今日常用詞「奮飛」、「奮發」「振奮」等含義一樣。由此可見，墨家定義力是指有形體的狀態改變；如果保守某種狀態就談不上奮，也就無需用力了。《墨經》還舉了一個例子，從地面上舉起重物，就要發「奮」，需要用力。（力，重之謂。下，與，重奮也。」「與」是「舉」的省文。）墨家定義力，雖然沒有明確把它和加速度聯系在一起，但是他們從狀態改變中尋找力的原因，實際上包含了加速度概念，它的意義是極其深刻的。
在浩瀚的中國歷史典籍中記述了各種各樣的力，其中人們對慣性力和重力的認識是值得稱道的。
戰國初期成書的《考工記·輈人》最早記述了慣性現象。它描述趕馬車的經驗，說道：「勸登馬力，馬力既竭，輈猶能一取焉。」「勸登馬力」就是趕馬車，勸馬用力。輈指小車。這句話的意思是，在駕駛馬車過程中，即使馬不再用力拉車了，車還能繼續往前一小段路。
對重力現象最早作出描寫的是《墨經·經下》。它指出，凡是重物，上不提挈，下無支撐，旁無力牽引，就必定垂直下落。（「凡重，上弗挈，下弗收，旁弗劫，則下直。」）這就是說，當物體不受到任何人為作用時，它作垂直下落運動。這正是重力對物體作用的結果。
在力學中有一條法則：一個系統的內力沒有作用效果。饒有趣味的是，中國人發現和這有關的現象驚人地早。《韓非子·觀行篇》中最早提出了力不能自舉的思想：「有烏獲之勁，而不得人助，不能自舉。」烏獲，據說是秦武王寵愛的大力士，能舉千鈞之重。但他卻不能把自己舉離地面。
東漢王充也說：「古之多力者，身能負荷千鈞，手能決角伸鉤，使之自舉，不能離地。」（《論衡·效力篇》）似乎很可悲，一個身能負千鈞重載、手能折斷牛角、拉直鐵鉤的大力士，卻不能把自己舉離地面。然而，這正是真理所在。再大力氣的人，也不能違背上述那條力學法則。因為當自身成為一個系統時，他對自己的作用力屬於內力。系統本身的內力對本系統的作用效果等於零。否則，今天就不會有這樣的口頭禪來嘲諷一個人的能耐是有限的：「你有本事，你也不能揪著自己的頭發使自己離地三寸。」
刻舟求劍
船、河岸和水三者之間誰在運動？天和地、月和雲誰在運動？這是古代人最關心的運動學問題。這里既涉及參考坐標的重要性，也和相對運動問題有關。
船、河岸和水三者誰在運動的問題，曾經幾乎同時困擾了古代東西方的哲人。古希臘亞里士多德（前384－前322）曾經提出，停泊在河中的船實際上處於運動之中，因為不斷有新水流和這船接觸。「不能同時踏進同一條河」的命題就是由此而來的。古代中國人以自己的思考方式回答這些問題。
晉代天文學家束皙（xī）解釋「仰游雲以觀月，月常動而雲不移」的現象說：「乘船以涉水，水去而船不徙矣。」（見《隋書·天文志上》）這個立論方式恰和亞里士多德相反。束皙認為，運動著的船實際上是不運動的，如果過江時一直保持船和河岸垂直指向對岸，船和河床的相對位置就不改變。把參考坐標取在過江線或河床上這時就得出「水去而船不徙」的結論。另一種看法是，讓船和水同速漂流，把參考坐標取在整個水流上，船對於水也不發生位置移動。
從物理學看，決定空間位置或物體運動與否必需有一個參考系。否則，就會「東家謂之西家，西家謂之東家，雖皋陶（yáo）為之理，不能定其處。」（《淮南子·齊俗訓》）連古聖皋陶都不能斷定是非。不清楚參考坐標的人，就像「刻舟求劍」一樣胡塗。
刻舟求劍的故事出於戰國末期呂不韋（？－前235）主持編纂的《呂氏春秋》。它所包含的物理意義是極其深刻的。這個故事說：有一個楚國人乘船過江，他身上的佩劍不小心掉落江中。他立即在船艙板上作記號，對他的船友說：「這是我的劍掉落的地方。」到了河岸，船停了，他就在畫記號的地方下水找劍。「舟已行矣，而劍不行。求劍若此，不亦惑乎？」（《呂氏春秋·慎大覽·察今篇》）這樣找自己的劍，不是犯胡塗嗎？從故事編纂者的口氣看，他是知道怎樣找到掉落江中的劍的。從物理角度看，找到這把劍有幾種辦法：第一，記下掉落位置離岸上某標志的方向和距離。這就是說，以河岸作為參考坐標。第二，在船不改變方向和速度的情況下，記下劍掉落時刻、船速和航行時間，據此求出靠岸的船和劍掉落地點的距離。這就是說，以船作為參考坐標。
參考坐標選取適當與否，對解決運動學和動力學中的問題是很重要的。在相對運動中，選取不同的坐標就有不同的運動結論。
前面提到過的束皙曾說：「仰游雲以觀月，月常動而雲不移。」（《隋書·天文志上》）晉代葛洪（283－363）說：「見游雲西行，而謂月之東馳。」（《抱朴子內篇·塞難》）南朝梁元帝蕭繹（508－554）的詩《早發龍巢》提到在行船艙板上人們的感覺說：「不疑行舫動，唯看遠樹來。」（見丁福保編：《全漢三國晉南北朝詩》下冊《全梁詩》卷下，中華書局1959年版，第957頁）敦煌曲子詞中有句：「看山恰似走來迎」（見王重民輯《敦煌曲子詞集》（修訂本），商務印書館1956年版，第31頁）。由於參考坐標的關系，原來不動的物體都成為運動的了。這是並不奇怪的。令人驚奇的是，這些極其典型的相對運動的事例，很早就成為中國文人筆下的力作佳句。
然而，古代人在判斷「天」和「地」的相對運動時，並不像上述事例那麼簡單明了。在古代人看來，「天左旋，地右動。」（《春秋緯·元命苞》）也就是說，以天上星體的東升西落（左旋）來證明地的右旋運動。漢代王充在《論衡·說日篇》中提出了另一種看法：日月星體實際上是附著在天上作右旋運動的，只是因為天的左旋運動比起日月星體的右旋運動來要快，這才把日月星體當成左旋。這種情形就像螞蟻行走在轉動著的磨上，人們見不到螞蟻右行，而只看見磨左轉，因此以為螞蟻也是左行的。（「當日月出時，當進而東旋，何還始西轉？系於天，隨天四時轉行也。其喻若蟻行於磑上，日月行遲天行疾，天轉日月轉，故日月實東行，而反西旋也。」）《晉書·天文志》中也說：「天旁轉如推磨而左行，日月右行，隨地左轉，故日月實東行，而天牽之也西沒，譬如於蟻行磨石之上，磨左旋而蟻右去，磨疾而蟻遲，故不得不隨磨以左回焉。」我們暫且不管「天」是什麼，是否在運動，僅從物理學看，王充等人的思想是高明的，他們不僅看到了相對運動，而且還企圖以相對速度的概念來確定運動的「真實」情況。
在歷史上，許多人參加了這場左右旋的爭論。到了宋代，由於理學大師朱熹的名氣，他所堅持的「左旋說」又佔了上風。這場爭論，長達二千多年。直到明代，偉大的科學家朱載堉作出物理判決之後，還爭論未了。朱載堉說：「左右二說，孰是耶？曰，此千載不決之疑也。人在舟中，蟻行磨上，緩速二船，良駑二馬之喻，各主一理，似則皆似矣。苟非凌空御氣，飛到日月之旁，親睹其實，孰能辨其左右哉？」（《律歷融通》卷四《黃鍾歷議·五緯》，載《樂律全書》）天和地、人和舟、蟻和磨、快慢二船、良駑二馬，如果沒有第三者作參考坐標，就很難辨明它們各自的運動狀態。從物理學看，兩個彼此作相對運動的物體A和B，既可以看作A動B不動，也可以看作B動A不動。這兩種看法都有效。若要爭論它們的運動方向或誰動誰靜，那真是「千載不決之疑」。朱載堉的回答完全符合運動相對性的物理意義。然而，朱載堉不明白，即使飛到日月旁，也不能「辨其左右」，而只能回答「似則皆似矣」。
以相對運動的觀點來解釋天地的運動，在古代的東西方都是一致的。但像朱載堉那樣對相對運動作出物理判決的人，在西方只有比朱載堉稍後的伽利略算是最早的。
要解決地靜還是地動的問題，關鍵是要提出令人信服的證據證明地動的不可覺察性。這樣，才能牢固地確立地動的觀念。完成這任務，在近代物理學史上是伽利略的功勞。然而，古代中國人卻從經驗事實中總結出這一偉大的發現。
早在漢代成書的《尚書緯·考靈曜》中說道：「地恆動不止，而人不知。譬如人在大舟中，閉牖（yǒu）而坐，舟行而人不覺也。」關閉的船艙，在物理學著作中被看成是最普通、最易被理解的近似的慣性系統。在一個封閉的慣性系統里，無論什麼樣的力學實驗都不能判斷這一系統是處在靜止狀態還是在作勻速直線運動。這個原理又稱「伽利略相對性原理」。可是，在伽利略之前大約一千五百年，中國人就提出了這個原理的最古老的說法。這是中國科學史上最偉大的理論成就之一。
浮 力
沉浸在液體中的物體都受到液體的浮舉作用。在中國關於浮力原理的最早記述見於《墨經·經下》，大意說：形體大的物體，在水中沉下的部分很淺，這是平衡的緣故。這一物體浸入水中的部分，即使浸入很淺，也是和這一物體平衡的。這種情況就像市上的商品交易，一件甲種商品可以換取五件乙種商品一樣。（「荊（形）之大，其沈（沉）淺也，說在具（衡）。」「沈（沉）、荊（形）之具（衡）也，則沈（沉）淺，非荊（形）淺也。若易五之一。」）
《墨經》的這段文字，對浮力原理表達不確切。它沒有看到浮體沉浸水中的部分正是這一物體所排開的液體，所排開的液體重量恰好等於浮力；是浮力和浮體平衡，而不是沉浸水中的部分和整個浮體平衡。但是，縱觀整段文字，表明墨家已懂得這種關系。他們是阿基米德之前約二百年表達這一原理的。
浮力原理在我國古代得到廣泛應用，史書上也留下了許多生動的故事。
三國時期有個早卒的神童叫曹沖（196－208），他是曹操的兒子。他曾經提出「以舟稱象」。沒有現代的衡器而要稱量幾噸重的大象是令人為難的。曹沖說：把大象趕到船上，記下船在河中下沉的位置。然後，把大象拉上岸，把石頭陸續裝入船中，直到裝載石頭的船下沉到剛才那個記號為止。再分別稱出船中石頭的重量，石頭的總重就是大象的重。（《三國志》卷二十《魏書·鄧哀王沖傳》）
曹沖稱象的方法，正是浮力原理的具體運用。在中國歷史上，據記載，有比曹沖更早的類似故事。東周燕昭王（？－前279）有一大豬，他命司衡官用桿秤稱它的重量。結果，折斷十把桿秤，豬的重量還沒有稱出來。他又命水官用浮舟量，才知道豬的重量。（見《玉函山房輯佚書》卷七十一《苻子》）
除了用舟稱物之外，用舟起重也是中國人的發明。據史籍記載，蒲津大橋是一座浮橋。它用舟做橋墩，舟和舟之間架板成橋。唐玄宗開元十二年（公元724年）在修理這橋時，為加固舟墩，在兩岸維系巨纜，特增設鐵牛八隻作為岸上纜柱。每頭鐵牛重幾萬斤。三百多年後，到宋仁宗慶歷年間（公元1041年到1048年），因河水暴漲，橋被毀壞，幾萬斤的鐵牛也被沖入河中。這橋毀後二十多年，真定縣僧人懷丙提出打撈鐵牛、重修蒲津橋的主張。他打撈鐵牛的方法是：在水淺時節，把兩只大船裝滿土石，兩船間架橫梁巨木，巨木中系鐵鏈鐵鉤，用這鐵鉤鏈捆束鐵牛。待水漲時節，立即把舟中土石卸入河中。本來就水漲船高，卸去土石後船漲得更高，於是鐵牛被拉出水面。（見《宋史·僧懷丙傳》）另一記載和這方法稍有不同：在一隻船上架桔槔，桔槔短臂端用鐵鏈系牛，長臂端系在另一巨船上。待水漲時，在另一船上裝滿土石。這樣，鐵牛被桔槔從河底拉起並稍露水面。（見吳曾著《能改齋漫錄》卷三《河中府浮橋》）
可能懷丙打撈鐵牛用了這兩種方法。懷丙是中世紀偉大的工程力學家。他創造的浮力起重法，曾在十六世紀由義大利數學家卡爾達諾（1501－1576）用來打撈沉船。懷丙打撈鐵牛（兩種方法）。
液體的表面張力現象
表面張力是發生在液體面上的各部分互相作用的力，它是液體所具有的性質之一。表面薄膜、肥皂泡、球形液滴等都是由於表面張力而形成的。
宋代張世南在《遊宦紀聞》卷二中曾記載了一種檢驗桐油好壞的方法。他說：「驗真桐油之法，以細篾一頭作圈狀，入油蘸。若真者，則如鼓面挽（mán）圈子上。滲有假，則不著圈上矣。」這種用竹蔑圈試桐油好壞的方法，雖然見於宋代的書籍，在這以前人們一定早已在應用了。
我們現在知道，液體能不能附著在這樣的竹蔑圈上，和它的表面張力大小有關。而表面張力也和液體里含的雜質有關。液體含雜質，會使液體表面張力大大減小。因此，如果桐油里含的雜質比較多，它的表面張力比較小，就不能在竹篾圈上形成一層鼓面狀薄膜。我國古代測試桐油好壞的方法，表明人們在實踐中掌握了關於表面張力的科學道理。今天學校里給學生演示表面張力現象的常用儀器，也就是一個圓圈，只是一般不用竹篾而用鐵絲做成的罷了。
據載，明熹宗朱由校（1605—1627）玩過肥皂泡。當時人稱它「水圈戲」。方以智（1611—1671）說：「濃鹼水入秋香末，蘸小篾圈揮之，大小成球飛去。劉若愚言，熹宗能戲，以水拋空中成圈。」（《物理小識》卷十二《水圈戲》）
水的表面張力雖然不算大，但是如果把像綉花針那樣的比較輕的物體小心地投放水面（特別是布滿氣泡的水面），針也能由於水的表面張力而不下沉。我國古代的婦女們就利用這種現象於每年七月七日（農歷）進行「丟針」的娛樂活動。明代劉侗（約1594—約1637）、於奕正合寫的《帝京景物略》一書卷二《春場》中在記述「丟針」時寫到，由於「水膜生面，綉針投之則浮。」這些話表明當時的人們已經提出了表面張力的物理效應的問題。
虹吸管和大氣壓力
虹吸管，在古代叫「注子」、「偏提」、「渴烏」或「過山龍」。東漢末年出現了灌溉用的渴烏。北魏道士李蘭做稱漏，也用了渴烏。西南地區的少數民族用一根去節彎曲的長竹管飲酒，也是應用了虹吸的物理現象。宋代曾公亮在《武經總要前集》卷六《尋水泉法》中，有用竹筒製作虹吸管把被峻山阻隔的泉水引下山的記載。
在生產和生活的實踐中，我國古代還應用了唧筒。唧筒作為戰爭中一種守城必備的滅火器，在軍事書中經常講到。宋代蘇軾（1037—1101）的《東坡志林》卷四中，曾經記載四川鹽井中用唧筒來把鹽水吸到地面，它說，以竹為筒，「無底而竅其上，懸熟皮數寸，出入水中，氣自呼吸而啟閉之，一筒致水數斗。」明代俞貞木的《種樹書》中也講到用唧筒激水來澆灌樹苗的方法。
我們知道，虹吸管一類的虹吸現象是由於大氣壓力的作用而產生的。唧筒也是這樣。正是由於廣泛使用了虹吸管和卿筒一類器具，有關它們吸水的道理也就引起了古代人的探討。
南北朝時期成書的《關尹子·九葯篇》中說：「瓶存二竅，以水實之，倒瀉；閉一則水不下，蓋（氣）不升則不降。」這里講的有兩個小孔的瓶子能倒出水，閉住一個小孔就倒不出水，這個現象
D. 關於物理杠桿！！！！
定滑輪的特點：改變力的方向
定滑輪的實質：一個轉動使用的等臂杠內桿
動滑容輪的特點：省力
動滑輪的實質：一個動力臂是阻力臂2倍的省力杠桿
滑輪組的特點：既省力又改變方向，方便
滑輪組的實質：一個轉動使用的等臂杠桿+一個動力臂是阻力臂2倍的省力杠桿
E. 杠桿怎麼講
物理學中把在力的作用下可以圍繞固定點轉動的堅硬物體叫做杠桿。
杠桿版五要素1.支點：杠權桿的固定點，通常用O表示。
杠桿原理(2張)2.動力：驅使杠桿轉動的力，通常用F1表示。
3.阻力：阻礙杠桿轉動的力，通常用F2表示。
4.動力臂：支點到動力作用線的垂直距離叫動力臂，通常用L1表示。
5.阻力臂：支點到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂，通常用L2表示。
阻力臂與動力臂阻力的作用線到支點之間的距離稱為阻力臂 ，通常用L2表示。以支點為中心分開一塊木頭（如圖），那麼你用力的那個位置到支點就是動力臂，而另一半便是阻力臂。 從支點到力的作用線的距離叫「力臂」，從支點到阻力的作用線的距離L2叫作「阻力臂」。把從阻力點到支點的棒長距離作為阻力臂，這種認識是錯誤的，是因為對阻力臂的概念認識不清所致。 杠桿的平衡條件 ： 動力×動力臂=阻力×阻力臂 公式： F1×L1=F2×L2
F. 初中物理杠桿中動力和阻力的方向如何
動力和阻力在支點同側時，動力和阻力一上一下或一下一上
動力和阻力在支點異側時，動力和阻力同上或者同下
G. 物理杠桿
1.杠桿：一根硬棒，在力的作用下如果能繞著固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿.杠桿在力的作用下能繞固定點轉動，這是杠桿的特點.杠桿有直的也有彎的.
2.描述杠桿的幾個有關名詞術語
支點：杠桿(撬杠)繞著轉動的點，用字母O標出.
動力：使杠桿轉動的力畫出力的示意圖，用字母F1或用F動標出.
阻力：阻礙杠桿轉動的力畫出力的示意圖，有字母F2或用F阻標出.注意：動力和阻力使杠桿轉動方向相反，但它們的方向不一定相反.
動力臂：從支點到動力作用線的距離.用字母L1或L動標出.
阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，用字母L2或L阻標出.
3.力臂的畫法：首先確定杠桿的支點，再確定力的作用線.然後使用直角三角板畫出從支點到力的作用線的垂線，垂足要落在力的作用上，符號指明哪個線段是力臂，並寫出字母L1或L動.力臂常用虛線畫出.
4.研究杠桿的平衡條件
(1)杠桿的平衡是指杠桿靜止不轉動或杠桿勻速轉動.
(2)實驗目的：研究杠桿的平衡條件.
(3)杠桿只有在水平位置平衡，從支點到動(阻)力作用線的距離，即力臂的長度，才可從杠桿上的刻度值直接讀出.
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H. 初中物理杠桿部分好難啊，誰能告訴一下怎麼回事兒
人們通常把在力的作用下繞固定點轉動的硬棒叫做杠桿。
一、五要素：動力，阻力，動力臂，阻力臂和支點
1支點：杠桿的固定點，通常用O表示。
2動力：驅使杠桿轉動的力，用F1表示。
3阻力：阻礙杠桿轉動的力，用F2表示。
4 動力臂：支點到動力作用線的垂直距離叫動力臂，用l1表示。
5阻力臂：支點到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂，用l2表示。
杠桿繞著轉動的固定點叫做支點。使杠桿轉動的力叫做動力，（施力的點叫動力作用點） 阻礙杠桿轉動的力叫做阻力,(施力的點叫阻力作用點) 當動力和阻力對杠桿的轉動效果相互抵消時，杠桿將處於平衡狀態，這種狀態叫做杠桿平衡，但是杠桿平衡並不是力的平衡。 注意：在分析杠桿平衡問題時，不能僅僅以力的大小來判斷，一定要從基本知識考慮，做到解決問題有根有據，切忌憑主觀感覺來解題。 杠桿靜止不動或勻速轉動都叫做杠桿平衡。定滑輪和動滑輪
通過力的作用點沿力的方向的直線叫做力的作用線 從支點O到動力F1的作用線的垂直距離L1叫做動力臂 從支點O到阻力F2的作用線的垂直距離L2叫做阻力臂 杠桿平衡的條件（文字表達式）： 動力×動力臂=阻力×阻力臂 公式： F1×L1=F2×L2 一根硬棒能成為杠桿，不僅要有力的作用，而且必須能繞某固定點轉動，缺少任何一個條件，硬棒就不能成為杠桿，例如酒瓶起子在沒有使用時，就不能稱為杠桿。 動力和阻力是相對的，不論是動力還是阻力，受力物體都是杠桿，作用於杠桿的物體都是施力物體 力臂的關鍵性概念：1：垂直距離，千萬不能理解為支點到力的作用點的長度。 2：力臂不一定在杠桿上。
使用杠桿時，如果杠桿靜止不動或繞支點勻速轉動，那麼杠桿就處於平衡狀態。 動力臂×動力=阻力臂×阻力，即L1F1=L2F2，由此可以演變為F2/F1=L1/L2 杠桿的平衡不僅與動力和阻力有關，還與力的作用點及力的作用方向有關。 假如動力臂為阻力臂的n倍，則動力大小為阻力的1/n杠桿原理
"大頭沉" 動力臂越長越省力,阻力臂越長越費力. 省力杠桿費距離;費力杠桿省距離。 等臂杠桿既不省力，也不費力。可以用它來稱量。例如：天平 許多情況下，杠桿是傾斜靜止的，這是因為杠桿受到幾個平衡力的作用。
一類：支點在動力點和阻力點的中間。稱為第一類杠桿。既可能省力的，也可能費力的，主要由支點的位置決定，或者說由臂的長度決定。動力臂與阻力臂長度一致，所以這類杠桿是等臂杠桿。例：蹺蹺板，剪刀，船槳，（運煤氣罐等重物的）手推車，鞋拔子，塔吊，撬釘扳手等。 二類：阻力點在動力點和支點中間。稱為第二類杠桿。由於動力臂總是大於阻力臂，所以它是省力杠滑輪組
桿。例：堅果夾子，門，釘書機，跳水板，扳手，開（啤酒）瓶器，（運水泥、磚的）手推車。 三類：動力點在支點和阻力點之間。稱為第三類杠桿。特點是動力臂比阻力臂短，所以這類杠桿是費力杠桿，然而能夠節省距離。例：鑷子，手臂，魚竿，皮劃艇的槳，下顎，鍬、掃帚、球棍等以一手為支點，一手為動力的器械。 另外，像輪軸這類的工具也屬於一種變形杠桿。就拿最簡單、相似於第一類杠桿的定滑輪來介紹，滑輪軸心好比支點，兩端物體的拉力好比杠桿的兩端施力，而如果滑輪是一個完美的圓，施力臂和阻力臂皆將是圓的半徑。
編輯本段生活中的杠桿
杠桿是一種簡單機械；一根結實的棍子（最好不會彎又非常輕），就能當作一根杠桿了。上圖中，方形代表重物、圓形代表支持點、箭頭代表用，這樣，你看出來了吧？在杠桿右杠桿實驗
邊向下杠桿是等臂杠桿；第二種是重點在中間，動力臂大於阻力臂，是省力杠桿；第三種是力點在中間，動力臂小於阻力臂，是費力杠桿。 費力杠桿例如：剪刀、釘錘、拔釘器……杠桿可能省力可能費力，也可能既不省力也不費力。這要看力點和支點的距離：力點離支點愈遠則愈省力，愈近就愈費力；還要看重點（阻力點）和支點的距離：重點離支點越近則越省力，越遠就越費力；如果重點、力點距離支點一樣遠，如定滑輪和天平，就不省力也不費力，只是改變了用力的方向。 省力杠桿例如：開瓶器、榨汁器、胡桃鉗……這種杠力點一定比重點距離支點近，所以永遠是省力的。 如果我們分別用花剪（刀刃比較短）和洋裁剪刀（刀刃比較長）剪紙板時，花剪較省力但是費時；而洋裁剪則費力但是省時。 既省力又省距離的杠桿是沒有的。 杠桿的應用 1.剪較硬物體 要用較大的力才能剪開硬的物體，這說明阻力較大。用動力臂較長、阻力臂較短的剪刀。 2.剪紙或布 用較小的力就能剪開紙或布之類較軟的物體，這說明阻力較小，同時為了加快剪切速度，刀口要比較長。用動力臂較短、阻力臂較長的剪刀。 3.剪樹枝 修剪樹枝時，一方面樹枝較硬，這就要求剪刀的動力臂要長、阻力臂要短；另一方面，為了加快修剪速度，剪切整齊，要求剪刀刀口要長。用動力臂較長、阻力臂較短，同時刀口較長的剪刀。
I. 如何將物理知識運用到實踐生活中去——淺談杠桿在生活中應用的教學
根據深化萬、};教育改革,把教育轉到為 農付社會主義建一沒服務的軌道上戈灼精神, 我在教研組的安排下,初步進行了嘗試,現就「杠桿」在實際生活中的應用的教學,淺 談我的具體做法. 一、讓學生從實驗實習中掌握「杠桿」 平衡條件 在理論指導下實踐(實驗),再用實踐 中得到新的理論去指導新的實踐,這是馬克 思主義認識一淪的基本原理。這個原理,在物 理教學中的應用就更為普遍,我在教「杠桿 應用」一節中,就利用這一味理,讓學生通 過「杠桿平衡條件」的實驗,萬呀自觀察、分析、推理,從而得出「江桿」,砰衡條件結 論,對於杠桿的平衡條件的表達式,教本上 已說得很清楚,我沒有用過多的時間去閘 述,而是把講授重點放在「杠桿應用」問題 上,使學生增強理解和識記能力. 值得注意的是:對於公式:「廠,·五,- F:,五:」,教者應引學學生注意:①杠桿處於 靜I廿伏態或勻速直長運功狀態(初中不作妥 求)祠東滿足「杠桿平衡未件」;②公式中動力 竹、擎吐力竹與功力、盯力相討應,_巨動力、 阻力是根據力灼作川效二果而定或」幾觀認定; ③公式,扣為單位只需同種物理蘭採用同單位 即可。