谱写“力臂画法”四步曲

来源 :数理化学习·教育理论版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:walker1116_2009
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  画力臂是同学们的薄弱环节,如何让学生在一定时间内掌握力臂的画法,这得需要任课教师认真探讨.我觉得人教版教材的画法更科学合理,因为力臂并不是一个有形的东西,它只是一个抽象的“一段距离”而已,这个图只要能合理准确地表示出这段距离,我认为就是合理的可靠的画法,并一定将它要固化为“从支点到力的作用线的垂线段”这一根线.当然每种画法其实都可以,在实际教学中任课教师不应该排斥以前或其他教材中的画法,我们都可以教给学生,认他们自由选择.
   学生清楚杠杆五要素是画力臂的重要前提,规范画法是正确画出力臂的保证.这就需要教师根据具体事例,认真分析,重点强调.学生交流,用心体会.
   首先,要弄清力臂的概念.力臂:物体绕定轴或定点滚动时,由转轴或定点至力的作用线间的垂直距离.动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离.阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离.简言之:一、力臂必定是“支点”跟“力的作用线”之间的连线;二、连线必需垂直于“力的作用线”.
   其次,具体方法步骤为:
   一、找支点O:隔离出杠杆,确定支点.题图是死的,要想象杠杆动起来,看它绕哪个固定点转动,这一点就是支点.对结构复杂的更要弄清其情景.
   二、画力的作用线(虚线):认真审题弄清本题做哪个力或哪些力的力臂.确定力的作用线,不够长度的虚线延长.
   三、画力臂:(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线),新课标人教版是实线,用铅笔规范地画出力臂.
   四、标力臂L:用虚线时或者是力臂与在杠杆上时标注大括号,并标注力臂符号L.
   最后,介绍一下,画力臂之难上难——画“最大力臂”.我们已经学习了以上方法,现在这个问题变得简单了.画最省力的力的作用线时,先找到支点O与力的作用点A,然后,连接OA,支点和力的作用点的连线就是最大力臂(OA).再通过A点,作OA的垂线,最后依据使杠杆平衡的原理,标上箭头就OK了.
  
  
  图1利用图1一个简单的杠杆说明问题.
   从图1可以看出,力的作用线、力臂、支点与作用点的连线构成了一个直角三角形,其中力臂是直角三角形的一个直角边,支点与作用点的连线是直角三角形的斜边.由三角形知识可知,斜边长度大于直角边长度.力F的方向不变化时,力臂OB的长度不断变化,但支点与作用点连线OA长度不变.当OB与OA重合时,OB=OA,力臂长度达到最大值.所以支点与作用点的连线是力臂的最大值.
  
  
  图2举一反三:
   答案: 要使杠杆保持平衡,最省力的方向是A.
   总之要正确的画出力臂,简言之就要弹好“力臂画法四步曲”:一找支点、二画线、三连距离、四标签.只要学生掌握了这四点,遇到任何有关“杠杆平衡”的问题,解决起来都会如鱼得水.
  
  
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