關於動滑輪受力的兩種分析方法

2020-12-27 葉老師物理

航空港區的老師提出一個問題:講動滑輪時把動滑輪看作省力槓桿,如何把找支點講的更清晰?

這個問題困惑我很久了,我一直沒有想明白,為什麼有很多老師在講動滑輪的時候會把動滑輪看作是槓桿呢?我想最可能的原因是上節課正好講過槓桿,而槓桿分為省力槓桿、費力槓桿、等臂槓桿,這節課所講的動滑輪可以省力,所以就把動滑輪與省力槓桿聯繫起來了。

我們從槓桿平衡的角度來看看動滑輪的省力情況,如圖所示。

首先要明白的是,一個處於平衡狀態的剛體,其「支點」可以有無數個,這一點在《撬棒》裡已經講過了。雖然「支點」可以有無數個,但我們在研究問題時,肯定是要選擇那些特殊的「支點」以方便問題的解決。

如圖所示,動滑輪上A、B、C三點顯然是便於我們研究問題的「支點」。

設動滑輪的半徑為R,輕繩拉力為F,重物(滑輪)重為G,則:

以A為支點,有:FR=GR/2

所以,F=G/2

這就是動滑輪省一半力的原因。

以B為支點,有:F左R=F右R

所以,F左=F右

這證明了一根輕繩上的彈力處處相等。

以C為支點,情況與以A為支點相同——對稱。

用同樣的方法分析定滑輪可以得出不省力的結論。

需要注意的是,上述分析的前提是緩慢拉動定滑輪——系統處於平衡狀態。

我們再從物體平衡的角度來看看動滑輪的省力情況,系統(動滑輪+物體)受力如圖。

當系統處於平衡狀態時,有:

2F=G

所以,F=G/2

同樣可以得出動滑輪省一半力的結果。

個別老師糾結於到底要不要考慮動滑輪的重力,原因就在於沒有「整體」的方法意識,把動滑輪和物體作為一個整體進行研究,若滑輪有質(重)量,上述結果中的G就是總重力,若滑輪沒有質(重)量,上述結果中的G就是物體的重力,這跟考慮不考慮滑輪的重力沒有任何關係。

用上述分析方法研究定滑輪,同樣可以得出使用定滑輪不省力的結論。

通過上述研討,我們可以得出一個結論:對同一個問題,我們可以應用不同的方法解決。這就是一題多解。在習題教學中,引導學生學會從不同的角度看問題並能應用不同的方法解決問題,就把學生的認知帶到了一個新的高度。

祝同學們進步!

相關焦點

  • 定滑輪、動滑輪的本質和特點,受力分析方法 - 李邦彥物理
    【學習目標】掌握定滑輪和動滑輪本質和特點,學會定滑輪和動滑輪相關力的分析方法。【知識點睛】1.定滑輪和動滑輪使用滑輪時,軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪,軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪稱為動滑輪。2. 定滑輪和動滑輪的特點⑴使用定滑輪不省力,但能改變力的方向。
  • 老師解析:受力分析方法及重要知識點
    動滑輪自重的求解方法把所有動滑輪看作一個整體,對其進行受力分析,根據物體受力平衡的條件,得到動滑輪的自重與作用在動滑輪上的各個力之間的數量關係。>根據槓桿平衡條件和題目中的條件:AO= 120cm,BO= 40cm,AO×F拉=BO×F動,則F動=120N;把所有動滑輪看作一個整體,對其進行受力分析,在豎直方向上受到豎直向上的拉力3F1和豎直向下的拉力F動、動滑輪的總重G動;根據物體受力平衡的條件:動滑輪處於靜止平衡狀態
  • 中考物理,老師解析:滑輪組力學綜合題的受力分析方法和解題思路
    滑輪組是初中物理的重要知識點,也是物理中考的重要題型,本文就例題詳細解析滑輪組力學綜合題的受力分析方法和解題思路,希望能給初三學生的複習備考提供幫助。例題如圖所示裝置,物體B所受重力為G,物體A在物體B的作用下在水平桌面上向右勻速運動。
  • 分析動滑輪的方法
    在上課的時候給同學們介紹了兩種分析動滑輪的方法:槓桿法和受力分析法。從同學們的作業中能感覺出來似乎兩種方法已經混起來了。。。。。。
  • 「受力分析」例題演示:兩種摩擦力相關分析
    昨天演示了一些常考的「受力分析」題型,結果因為圖片質量問題沒有被推薦。昨天是在A4紙上畫圖加手寫文字分析,然後手機拍照上傳,解析度成百家號的要求後,就顯示不清楚。後來還嘗試了單反、PS、PPT等,效果都不好。今天嘗試下只畫圖,然後內容中打字分析了。
  • 定滑輪與動滑輪
    三、動滑輪軸隨重物一起移動的滑輪。在動滑輪中,動力臂是滑輪的直徑2r,阻力臂是它的半徑r。動滑輪的實質:動力臂是阻力臂兩倍的槓桿。(2)距離關係:動滑輪能省一半的力,但多移動了距離,動力移動的距離等於物體上升距離的二倍,即s=2h 。【針對性練習】1、如圖,用滑輪將重物提起,彈簧測力計示數為5N,人拉繩所用力F是()N,物體和滑輪的總重力是(  )N。
  • 教育隨筆:科學課《定滑輪和動滑輪》評課稿
    無論是指導思想、課的設計都充分體現了新的理念,體現了科學學科的本質,科學課不是教知識,而是教孩子科學研究的方法。科學地想問題,指導科學地做,有計劃地做,面對所看到的現象進行假設、驗證、整理、交流,力求讓學生經歷探究學習的全過程。今天又一次有機會聽高老師的課。學到了許多實用的教學方法。一、成功之處1、實驗以學生探究為主。
  • 初三物理壓軸題,老師解析:槓桿滑輪組綜合題分析方法和解題技巧
    簡單機械是初三物理的重要知識點,也是中考物理的常客題型,本文就例題詳細解析簡單機械力學綜合題的受力分析方法和解題技巧,希望能給初三學生的物理學習帶來幫助。甲滑輪組對人作受力分析,在豎直方向上受到豎直向下的重力G人、豎直向上的地面支持力N1'和繩對人的拉力F1,根據物體受力平衡的條件,人處於靜止狀態,則豎直方向上受力和為零,即G人=N1'+F1;根據作用力和反作用力的關係:地面對人的支持力N1'和人對地面的壓力
  • 滑輪組受力分析的方法和技巧
    【學習目標】掌握滑輪組受力分析的方法和技巧。【知識點睛】1.常見滑輪組的受力分析【經典例題】例1 本題選自騰訊課堂付費課程《初二下冊力學知識精講》-19滑輪-滑輪及滑輪組的受力分析如圖是胖子和瘦子兩人用滑輪組鍛鍊身體的簡易裝置
  • 淺談高中階段受力分析題型的學習方法和技巧
    當然了,在初中階段我們學到的力學知識相對都是比較簡單的,包括重力、浮力、支持力等等相關內容,而涉及到的應用也是一些簡單的概念使用和理解,往往採用定性的分析基本就可以得出答案。但是進入高中階段之後,對力學問題的理解和使用就有了很大不同,高中階段更側重於對一個複雜受力條件下的物體的受力分析。
  • 物理競賽典型例題精講——車廂中滑輪掛物受力
    第三類情況就是組合滑輪組受力的情況,由於滑輪在運動過程中很多情況下都是做勻加速直線運動的,因此在這樣的動滑輪下分析物體的受力時,就需要引入慣性力修正了,最後還有一類,此類情況遇到的較少,就是做勻速圓周運動的物體為參考系的情況,此類問題一般比較複雜,除了應用慣性力修正外還需要其它的如角動量守恆的知識經行解答,後期,小編將單獨找幾個類似的題目做幾期內容總結一下。
  • 準高三們,務必掌握「受力分析」這一解決物理問題的重要思想方法
    正確對物體進行受力分析,是解決力學問題的前提和關鍵,缺乏這種解題的理念、思想是無法學好物理的,因此必須學好「受力分析」,掌握並會應用「受力分析」。二、受力分析常用方法1.整體法:將幾個物體作為一個整體來分析的方法。原則:只涉及系統外力,不涉及系統內部物體間相互作用力。條件:系統內的物體具有相同的加速度。
  • 物理競賽典型例題精講——動滑輪帶動物體水平運動
    ,本期內容我們就通過研究一個輕繩帶動下的多體運動問題,來通過實際的例子探討一下牛頓第二定律在慣性系下連動問題的研究方法和思路。由於本期題目所利用的場景在題目中常常出現,因此同學們對於這個場景的設計應該說是並不陌生,也有很多很成熟的方法和思路,但是本期的這個物理競賽題,恰恰就在同學們最為熟悉的地方下了功夫,完全反套路了日常常見的題目類型,使這個簡單的題目做起來還是比較有意思的,在這裡小編就只想提示同學們一點:解題過程中的每一個結論都要認真分析哦。
  • 中學物理之動滑輪和靜滑輪基礎知識總結
    滑輪是一種變形的槓桿,它同樣有槓桿的五大要素-支點、動力、動力臂、阻力、阻力臂,並根據這些的不同分為定滑輪和動滑輪兩類,它們的區別在於滑輪的支點是否固定。對於定滑輪來說,支點固定,滑輪使用者可以在達到同樣的效果時,改變施力的方向。其構造如圖1所示。由圖可知,滑輪一側連接受力物體,一側作為施力點,滑輪作為固定支點,在右側施力時可以將物體G提起。
  • 高考物理複習受力分析的基本技巧和方法講解
    高考物理複習受力分析的基本技巧和方法講解 2015-11-12 15:22 來源:精品學習網 作者:
  • 手把手教你做受力分析,高中物理力學入門教學
    今天老李就給同學們分析下高中物理如何入門。高中物理的主要知識點是力學和電磁學,而電磁學的考查也是以力學為基礎。例如電磁學中最常見的帶電粒子運動問題,其本質就是力學問題。所有力學問題都需要做手裡分析,做出正確的受力分析,是解決高中物理力與運動問題的關鍵所在。今天老李給同學們分析講解了如何正確的做出受力分析以及受力分析時需注意的事項。
  • 認識滑輪——定滑輪和動滑輪
    根據使用方法的不同分為定滑輪和動滑輪,下面來依次學習它們的特點和不同之處定滑輪①定義:使用過程中,滑輪軸固定不動②動滑輪①定義:使用過程中,滑輪隨物體一起運動②特點動滑輪如上圖所示,使用動滑輪時,彈簧測力計的示數比物體的重力小一半,但是比較費距離。
  • 初中物理知識點:受力分析技巧
    力學是物理學科中的重要內容之一,其中受力分析是解答力學題目中關鍵的一步。但是很多同學在做受力分析時由於缺乏耐心以及對知識掌握不牢固等原因,經常會出現這樣那樣的錯誤,甚至有的同學根本不會做受力分析。小編整理了一份受力分析的技巧,同學們可以參考一下。
  • 高中物理受力分析,一看就懂
    很多同學做受力分析做得一塌糊塗,做共點力平衡的題目也是無從下手。今天為大家整理了受力分析技巧和共點力平衡題型練習:從一般的受力分析方法可知A一定受重力G、斜面支持力N和拉力F,但靜摩擦力可能沿斜面向下,可能沿斜面向上,也可能恰好是零,這需要分析物體A與斜面之間的相對運動趨勢及其方向才能確定。