初中突破思维定势解决弹簧测力计的使用误区

初中突破思维定势解决弹簧测力计的使用误区

陈国俊

云南省 玉溪市红塔区后所中学 653100

摘要：随着新时期课程改革的不断深入，初中物理学科的教学理念发生的很大变化。因此要求初中物理教师不断打破学生的思维定式，基于全新教育标准的视域下培养学生物理技能与实验能力，如此才能够有效推动物理学科获得进一步发展，并促进学生核心素养能力的提升。基于此，本文对传统教学模式弹簧测力计的使用误区展开了分析，希望能够以此提高初中物理实验教学的有效性。

关键词：初中物理；思维定式；弹簧测力计；使用误区

引言：弹簧测力计是学生初中学段展开物理实验时常常会用到的一种测力工具，根据作用原理不同，其可以分为圆盘式、圆筒式、盒式测力计等三种类型，由于其成本低廉，并且作用广泛，因此不仅仅是一种教学工具，同时也是人们在日常生活中经常会使用到的一种生活用品。下面，本文简述弹簧测力计的一些使用误区，以及相应的纠正措施。

一、弹簧测力计的倒置使用

在学习“滑轮作用”这一章节知识的过程中，一些教师为了帮助学生更好地观测到滑轮作用下，力的大小发生改变，于是常常会采用倒置换轮测力计的方式来帮助学生进行实验观测。然而这种试验方法存在着严重的缺陷，那便是在倒置使用的情况下，弹簧测力计并不能够准确的显示出钩码的正确重量，其表盘读数与钩码实际重量之间会存在着明显的差别。而之所以会出现这种现象，主要原因在于使用弹簧测力计之前，没有先对其进行调零处理。除此之外，在进行此项实验的过程中教师大多都是采用盒式测力计，这种测力计的调零特点通常是需要通过两个测力计进行“互挂”调零，亦或是一部分测力计可以通过拉伸可压缩的方式进行调零。但不管采用那种形式，都无法有效避免其在倒置使用过程中的测量误差^[1]。

因此在实际教学过程中，为了减少这一误差，帮助学生更加精确地进行实验，教师将传统的盒式测力计转变为圆盘式测力计，这种测力计的作用原理是利用位于中心处的一个齿轮与齿条之间相互作用，牵扯住两边的弹簧来测量物体的实际重力，这样的特殊构造可以使的圆盘式测力计有效地避免盒式测力计的一些缺陷，不但能够准确的显示出拉力读数，同时还能够判断压力的大小，如此便可有效解决其在传统实验当众的一些不足之处。

二、弹簧测力计的水平使用

在学习“滑动摩擦力”的大小这一课的过程中，教材当中有一个较为经典的实验便是通过弹簧测力计来拉动一个木块做匀速直线运动，从而使拉力与摩擦力之间达到平衡状态，以此来判断木块与平面之间的摩擦力大小。这项实验有一个明显的缺陷便是学生并不能够准确判断木块是否达到了“匀速直线运动”状态，因此常常导致实验数据出现误差。虽然后来教材中对此做出了改进，将原本的动态测量转变为静态测量，但依旧无法完全消除测力计外壳与指针之间的摩擦影响，并且这种影响因素在圆筒式或盒式测力计中尤为常见^[2]。

由此可见，盒式测力计并不使用与水平状态之下进行测量。为了消除这一影响，教师不妨采用力的传统器这一形式来为学生进行实验，利用这种方式不仅能能够帮助学生准确测量出物体的摩擦力大小，同时还能够为学生直观的显示出物体有静摩擦到滑动摩擦之间的变化过程中。其具体作用原理是将物体放置于传感器的感应面上，当学生用较小的力推动物体时，物体没有发生移动，但是却能够清晰地显示出此时受到的静摩擦力大小。随后在一步步增大推力的过程中，学生最终得出结论，静摩擦力＞滑动摩擦力，并且随着物体受到的外力变化，其自身的静摩擦力也会随之改变。

三、弹簧测力计的倾斜使用

在学习“合力的大小”这一课的过程中，其中涉及到一项物理实验是利用两个弹簧测力计分别向斜侧拉动，将一段橡皮筋拉伸到一定长度之后，在换成一个盒式测力计将其延长至同一位置，如此便可以通过对比前后两个弹簧测力计的大小不同，来确定物体合力的大小。但是这种方式与水平使用时存在着同一个问题，那便是在测量过程中无法忽视其自身所产生的摩擦力。为此，教师就可以制作如图一所示的实验改进装置，利用圆盘测力计在任何方向都可以使用的特点，来代替盒式测力计进行测量，如此不仅能够保证是物理实验的精确性，同时还能够有效地培养学生的实践操作能力^[3]。

图一.圆盘测力计改进的力的合成实验装置

结语：盒式测力计由于结构简单，并且便于使用，因此在教学过程中常常会被学生会进行使用。然而正是在这种思维定式的影响下，使得学生在一些不适合的情况下也会用其进行实验。因此初中物理教师应当重视培养学生的审辩思维，使其能够正确判断弹簧测力计的使用方式与使用情况。
参考文献：

[1]周新雅,邹芳. 教材中该不该有倒置和倾斜使用的条形盒式弹簧测力计[J]. 中学物理（初中版）,2019,37(6):19-21.

[2]张畅,程志奇,张璟瑜,等. STEAM视角下初中科学实验教学设计与实践——以浙教版“力的测量”为例[J]. 物理教学探讨,2020,38(7):28-31.

[3]张灿灵. 关于弹簧所受拉力(压力)与弹簧弹力的辨析[J]. 物理教学探讨,2018,36(8):9-10.