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旧版九年级课本在《杠杆》课后的〔科学世界〕栏目内,选录了《杭州日报》刊载的《小小弹簧秤 称出大象重》一文主要内容是:物理周老师,使用一把只能称起20公斤重量的弹簧秤,借助一根十米长的辅助工具大槽钢,用吊车称出大象和铁笼的总重约为3t。在场的专家认定“称象成功”称为“现代版曹冲称象”。结尾时教材编辑写道:“根据弹簧秤的读数,怎样才能算出大象和铁笼的总重量”?我们认为该文存有如下4个问题值得商榷:
1.根据国家计量局1987.7.10.发布的《中华人民共和国依法管理的计量器具目录》、原国家教委1993.2.实施的《中学理科教学仪器配备目录》、义教《物理教学大纲》和新课标规定的“内容标准”,物理实验中测力的器具名称,均应为“弹簧测力计”!
2.1984.2.27.国务院颁布的《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》中,3-1.1项的备注里写道:“人民生活和贸易中,质量习惯称为重量。建议物理学界,不要再把重量当作重力的同义语使用,先把它回避掉,然后再逐渐让它跟质量概念混同起来,而现在物理学中称作重量的地方统一称作重力”!从教材编辑到任课教师,都应该一丝不苟地执行上述规定!在上个世纪九十年代的课文里、己经灭迹的弹簧秤和重量,如今怎么又再现了呢?
3.在称象过程中,一根十米长的槽钢决不是辅助工具、槽钢重是主要的动力!如图1所示:不给出槽钢重G1和吊车吊起点O到槽钢B端的长度,是无法算出“大象和铁笼总重”的!现简述如下:
假设:g取10N/kg;槽钢长AB=10m、其重为G1 ≈ 350kg×10N/kg=3500N、其重心在AB的中心C点;拉力仅为F=m0g=15kg×10N/kg=150N;悬挂点O距B端0.5m处、即OB=0.5m,可知CO =4.5m、AO=9.5m。则得下列方程:F·AO G1×CO=G×OB。代入上述数值解得:G =30000N、约为3t!至此可能有人会认为:假设的G1是否太重了?事实上仍如图1所示:删掉拉力,只靠槽钢重力也能完成称象“壮举”!例如:
⑴当m槽钢=300kg时:根据杠杆平衡条件:300kg×g×(5m-OB)= 3000kg×g×OB,解得:OB≈0.455m,即吊车吊起点O到槽钢B端的长度≈0.455m时,槽钢即能实现在空中水平方向上平衡!
⑵当m槽钢==200kg时:代入上述杠杆平衡方程解得:OB’≈0.313m,即吊车吊起点O到槽钢B端的长度≈0.313m时,槽钢也能实现在空中水平方向上平衡!
⑶同理,当m槽钢=100kg时:列出方程解得:OB”≈0.161m(注;大于例题给的0.06m),即吊车吊起点O到槽钢B端的长度≈0.161 m时,槽钢还能实现在空中水平方向上平衡!……
由此可知:只要选好了吊车吊起槽钢的悬挂点O,称象便是“轻而易举”的事、勿需“将挂在槽钢另一端的弹簧秤狠命地往下拽”啦!
4.称象成功后的周老师豪气冲天:“有句名言:给我一个支点,我能撑起地球……”。
在我们拜读到的五种不同版本新课标教科书里,仍有未删上述“名言”;而有的学校竟然把它张贴在物理组或实验室的后墙上!由此可知,研讨阿氏的上述“名言”很有必要。我们先做神话般的假设: ∵m球≈6×1024㎏、g取10N/kg,则G球≈6×1025N;阿氏的体重为G人≈6×102N;在宇宙里我们既能给阿氏提供一个搬动地球的“支点”,又能给他找到一根杆重不计、足够长的刚体杠杆。现分析如下:根据杠杆动态平衡条件,由于G球是G人的1023倍,那么阿氏若用自己的体重把地球匀速举高1mm=0.001m时,他必须移动的弧长s=0.001m×1023=1020m。现在再假设阿氏又能变成一个“光子”,他能“用υ=3×108m/s的速度压杠杆的远端”,则他把地球匀速举高1 mm时,大约需用的时间t=s /υ=1020m/(3×108m/s)≈3.3×1011 s≈10569.9年!
由此可知,阿氏的“搬动地球”之说,绝对不是一句“豪言壮语”,实为吹破牛皮的“狂话”!人教版等教科书里已经删掉了它,我们是举双手赞成的!
特别指出:上述浅见早在2008年1月初,我们己经面呈人教社物理教材编辑:建议他们删掉此文。如今不仅没删、反而把它改编为例题,实在不可思议!配套教参p139写道:“例题教学的目的,是使学生会运用杠杆平衡的条件解决实际问题。应该注意引导学生分析如何忽略次要因素,把实际问题抽象为物理中的杠杆模型……”。我们认为:联系“重力和重心,以及形状规则……的物体,它的重心在它的几何中心上”等教学内容,给出槽钢的重力、删除拉力!才是该题“忽略次要因素,把实际问题抽象为物理中的杠杆模型”的核心所在!
我们还认为:题中竟然把0.5吨的笼重和几百公斤的槽钢重都忽略不计了,却偏偏抓住“只能称起20公斤”的弹簧测力计不放,这怎么能够令人理解和心服口服呢?我们再按图1所示求解一下:OA=9m、重心OC≈4.5m,OB=6cm=0.06m,仍然删掉拉力!大象和铁笼总重G=30000N,槽钢重为G1则得方程:G1×OC=G×OB,代入己知数据解得:G1=400N!即为40kg!9m长的槽钢何止40kg呀?由此可知:利用槽钢重是主要动力、称出一头大象重实为不足为奇的事!没有什么值得宣扬的。据此再次建议教材编辑要删掉此例题!或删掉拉力、给出槽钢重力!向提供图片的王秀峰高级教师致谢。以上谬误难免,敬请各位师长斧正。
1.根据国家计量局1987.7.10.发布的《中华人民共和国依法管理的计量器具目录》、原国家教委1993.2.实施的《中学理科教学仪器配备目录》、义教《物理教学大纲》和新课标规定的“内容标准”,物理实验中测力的器具名称,均应为“弹簧测力计”!
2.1984.2.27.国务院颁布的《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》中,3-1.1项的备注里写道:“人民生活和贸易中,质量习惯称为重量。建议物理学界,不要再把重量当作重力的同义语使用,先把它回避掉,然后再逐渐让它跟质量概念混同起来,而现在物理学中称作重量的地方统一称作重力”!从教材编辑到任课教师,都应该一丝不苟地执行上述规定!在上个世纪九十年代的课文里、己经灭迹的弹簧秤和重量,如今怎么又再现了呢?
3.在称象过程中,一根十米长的槽钢决不是辅助工具、槽钢重是主要的动力!如图1所示:不给出槽钢重G1和吊车吊起点O到槽钢B端的长度,是无法算出“大象和铁笼总重”的!现简述如下:
假设:g取10N/kg;槽钢长AB=10m、其重为G1 ≈ 350kg×10N/kg=3500N、其重心在AB的中心C点;拉力仅为F=m0g=15kg×10N/kg=150N;悬挂点O距B端0.5m处、即OB=0.5m,可知CO =4.5m、AO=9.5m。则得下列方程:F·AO G1×CO=G×OB。代入上述数值解得:G =30000N、约为3t!至此可能有人会认为:假设的G1是否太重了?事实上仍如图1所示:删掉拉力,只靠槽钢重力也能完成称象“壮举”!例如:
⑴当m槽钢=300kg时:根据杠杆平衡条件:300kg×g×(5m-OB)= 3000kg×g×OB,解得:OB≈0.455m,即吊车吊起点O到槽钢B端的长度≈0.455m时,槽钢即能实现在空中水平方向上平衡!
⑵当m槽钢==200kg时:代入上述杠杆平衡方程解得:OB’≈0.313m,即吊车吊起点O到槽钢B端的长度≈0.313m时,槽钢也能实现在空中水平方向上平衡!
⑶同理,当m槽钢=100kg时:列出方程解得:OB”≈0.161m(注;大于例题给的0.06m),即吊车吊起点O到槽钢B端的长度≈0.161 m时,槽钢还能实现在空中水平方向上平衡!……
由此可知:只要选好了吊车吊起槽钢的悬挂点O,称象便是“轻而易举”的事、勿需“将挂在槽钢另一端的弹簧秤狠命地往下拽”啦!
4.称象成功后的周老师豪气冲天:“有句名言:给我一个支点,我能撑起地球……”。
在我们拜读到的五种不同版本新课标教科书里,仍有未删上述“名言”;而有的学校竟然把它张贴在物理组或实验室的后墙上!由此可知,研讨阿氏的上述“名言”很有必要。我们先做神话般的假设: ∵m球≈6×1024㎏、g取10N/kg,则G球≈6×1025N;阿氏的体重为G人≈6×102N;在宇宙里我们既能给阿氏提供一个搬动地球的“支点”,又能给他找到一根杆重不计、足够长的刚体杠杆。现分析如下:根据杠杆动态平衡条件,由于G球是G人的1023倍,那么阿氏若用自己的体重把地球匀速举高1mm=0.001m时,他必须移动的弧长s=0.001m×1023=1020m。现在再假设阿氏又能变成一个“光子”,他能“用υ=3×108m/s的速度压杠杆的远端”,则他把地球匀速举高1 mm时,大约需用的时间t=s /υ=1020m/(3×108m/s)≈3.3×1011 s≈10569.9年!
由此可知,阿氏的“搬动地球”之说,绝对不是一句“豪言壮语”,实为吹破牛皮的“狂话”!人教版等教科书里已经删掉了它,我们是举双手赞成的!
特别指出:上述浅见早在2008年1月初,我们己经面呈人教社物理教材编辑:建议他们删掉此文。如今不仅没删、反而把它改编为例题,实在不可思议!配套教参p139写道:“例题教学的目的,是使学生会运用杠杆平衡的条件解决实际问题。应该注意引导学生分析如何忽略次要因素,把实际问题抽象为物理中的杠杆模型……”。我们认为:联系“重力和重心,以及形状规则……的物体,它的重心在它的几何中心上”等教学内容,给出槽钢的重力、删除拉力!才是该题“忽略次要因素,把实际问题抽象为物理中的杠杆模型”的核心所在!
我们还认为:题中竟然把0.5吨的笼重和几百公斤的槽钢重都忽略不计了,却偏偏抓住“只能称起20公斤”的弹簧测力计不放,这怎么能够令人理解和心服口服呢?我们再按图1所示求解一下:OA=9m、重心OC≈4.5m,OB=6cm=0.06m,仍然删掉拉力!大象和铁笼总重G=30000N,槽钢重为G1则得方程:G1×OC=G×OB,代入己知数据解得:G1=400N!即为40kg!9m长的槽钢何止40kg呀?由此可知:利用槽钢重是主要动力、称出一头大象重实为不足为奇的事!没有什么值得宣扬的。据此再次建议教材编辑要删掉此例题!或删掉拉力、给出槽钢重力!向提供图片的王秀峰高级教师致谢。以上谬误难免,敬请各位师长斧正。