支點辨析與引申

湯磊磊

【摘要】分析、對比各省市中考物理試題，有利于教師了解中考的動向和命題趨勢，為教師的教學(xué)提供指引.通過兩道真題辨析杠桿支點的概念，以幫助學(xué)生對支點概念形成更加深刻的認(rèn)識，通過真題引申，促使學(xué)生認(rèn)識到聯(lián)系實際、深入思考的重要性.

【關(guān)鍵詞】杠桿；支點；中考物理

分析、對比各省市中考物理試題，不僅可以明確中考的重點和熱點，也可以了解中考的動向和命題趨勢，為教師的教學(xué)提供指引.翻閱各地關(guān)于簡單機械部分的考題時，發(fā)現(xiàn)兩個類似的考題，但對杠桿支點的認(rèn)定方法卻大不相同.

1原題再現(xiàn)

例1如圖1是列車上售食品的手推車，當(dāng)前輪遇到障礙物時，售貨員向下按扶把，使手推車前輪向上翹起，請畫出售貨員所用的最小動力及其力臂.

例1所給答案如圖2.

例2如圖3所示，是拉桿式旅行箱的示意圖，使用時，它相當(dāng)于一個杠桿，支點為O點，箱內(nèi)質(zhì)量分布均勻，拉桿質(zhì)量不計.請在圖中畫出阻力F2的示意圖以及F2的力臂L2，并畫出抬起拉桿時的最小力F1的示意圖.

例2所給答案如圖4.

2問題的提出

這兩道題目不管是手推車還是旅行箱，它們的共同特點是都有輪子，所以它們應(yīng)該屬于同一類題目，處理的方法應(yīng)該是一致的，但認(rèn)真觀察，可以發(fā)現(xiàn)，它們對杠桿支點的認(rèn)定卻大不相同：例1認(rèn)為，杠桿的支點是車輪與地面的接觸點，而例2卻認(rèn)為杠桿的支點是輪子的軸心.到底是這兩道題目有本質(zhì)的不同，還是其中一道題目的答案出現(xiàn)了錯誤？

3分析與探討

先看例1，筆者曾給出了這樣的分析：當(dāng)前輪遇到障礙物時，售貨員向下按扶把，使手推車前輪向上翹起，這時后輪是支點，連接支點和動力的作用點即為最大的動力臂，作該力臂的垂線則動力就在這條直線上.因為動力和阻力（重力）作用在支點的兩側(cè)，而阻力的方向向下，所以動力的大體方向也應(yīng)該是向下的.故可得答案如圖2.相信很多教師可能和當(dāng)時的筆者有同樣的想法，已經(jīng)認(rèn)定了支點就是輪子和地面的接觸點.

如果不是看到例2及其答案，筆者可能會一直堅持自己的這一做法，但是仔細(xì)分析例2，筆者發(fā)現(xiàn)這完全是同樣的問題，而例2的處理卻顯然更接近事實.因為不管是手推車還是旅行箱，如果使其轉(zhuǎn)動，固然可以認(rèn)為輪子與地面的接觸點是不動的，但是這并不能作為它是支點的充分理由.什么是支點？杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點是支點.顯然，旅行箱轉(zhuǎn)動時，它是繞著輪子的軸心轉(zhuǎn)動的，所以例2選擇輪子軸心作為支點是完全正確的.

現(xiàn)在，再看例1，當(dāng)手推車前輪遇到障礙物時，售貨員向下按扶把使手推車前輪向上翹起，這時后輪并沒有一起隨著轉(zhuǎn)動，所以這里其實是手推車?yán)@后輪的軸心在轉(zhuǎn)動，因此其支點應(yīng)該也是輪子的軸心而不是輪子與地面的接觸點.

筆者在完成本文的過程中，重新詳細(xì)地翻閱了各地相關(guān)的中考題，發(fā)現(xiàn)例1竟同時是兩個市的中考題，而其中一個幣給的答案是圖2，另外一個幣給的答案是圖5.顯然，圖5這樣的答案才是正確的.

4結(jié)論

對于有輪子的物體，如果物體轉(zhuǎn)動而輪子不隨著轉(zhuǎn)動，其杠桿的支點應(yīng)該是輪子的軸心，而不是輪子與地面的接觸點，因為物體是繞輪子的軸心轉(zhuǎn)動的，而不是繞輪子和地面的接觸點轉(zhuǎn)動.

5思考與引申

上述問題并不難，只要認(rèn)真思考，其實很容易的得出正確的答案，但是筆者卻發(fā)現(xiàn)這樣的錯誤答案卻不時出現(xiàn)，這就要求教師在平時的教學(xué)中一定要注重對概念的精準(zhǔn)把握.下面，再看一道典型的考題：

例3如圖6所示，在 C 點用力把桌腿 A 抬離地面時，桌腿 B 始終沒有移動，請在 C 點畫出最小作用力的示意圖.

例3所給答案如圖7.

這道題目可以說是一道經(jīng)典題目，單純從圖上分析，確實看不出題目和答案有什么問題.但是結(jié)合實際卻不難會有疑問.題目中顯然是把桌子當(dāng)成了有兩個腿的平面，而事實上桌子確實是有4條腿的立體物體，所以圖中的力臂并不是最大的力臂，如果保持一個腿不動，使桌子抬起來，應(yīng)該從該腿的斜對邊最遠(yuǎn)點用力，這時力臂才最大，才最省力.這本來是一個常識性的問題，但是不少考題卻沒有注意.由此可見聯(lián)系實際、深入思考之重要.

參考文獻(xiàn)：

［1］張雅慧.STEM教育理念下的初中物理教學(xué)實踐研究[D].揚州：揚州大學(xué)，2022.

［2］蔡婷婷.初中物理力學(xué)疑難問題研究[D].重慶：西南大學(xué)，2021.

[3]金玉龍.歸納總結(jié)在初中物理解題中的應(yīng)用[J].黑龍江教育（理論與實踐），2014（11）：89-90.