【每日一学】谈滑轮组试题的解法

三三77
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发表于:2015-07-20 15:47 [只看楼主] [划词开启]

用分割法判断承重绳子的股数,方法不错,在以往的教学中我也是这样教的。但初学阶段仍有学生会问:图1画线处不是有三股绳子吗?为什么会是2F=G物等问题。我感觉要想彻底搞清认楚上面的问题,只是划一条虚线来分割滑轮组是不够的。笔者认为解决滑轮组一类问题的一般方法是:选取研究对象,分析对象受力,利用平衡条件解题。


首先要讲清楚的是:


(1)同一根绳子穿起来的滑轮组绳子上各处的拉力都相等。(不计摩擦,不计绳重)


(2)区分绳子的“根数”与“股数”这两个概念的不同。一根绳子,绕在定滑轮和动滑轮之间,会被分成几股。

  

(3)初中阶段研究的对象要么静止,要么做匀速直线运动,即受力满足平衡条件:合力等于零。


例1 如图2,每个滑轮重10N,物体A重80N,不计绳重和摩擦,整个装置处于静止状态,求绳子的拉力F。

  

 解析 取动滑轮和物体A为研究对象,受力分析如图3(有三股绳子向上拉着动滑轮和物体A整体),因为处于静止状态,所以有F+F+F=C物十G动,即3F=10N+80N,

所以F=30N。

  

 

若求弹簧秤的读数F弹,应取定滑轮为研究对象,受力如图4(有两股绳子向下拉着定滑轮)。因为静止,弹簧秤的读数

F弹=G定+2F=10N+60N=70N。

  

 

例2 如图5,体重500N的人,要将G=700N的吊篮匀速吊起,不计滑轮、绳重及摩擦。


(1)如图5,人站在地面上,至少要用_______N的力拉绳。

  

 

(2)如图6,人站在吊篮中至少要用_______N的力拉绳。

  

 

 (1)取动滑轮和吊篮整体为研究对象,分析受力如图7(两股绳子向上拉着动滑轮和吊篮整体)。由于匀速吊起有

  2F=C篮,F=350N。

  

 

(2)取动滑轮、吊篮和人整体为研究对象分析受力如图8(有三股绳子向上拉着动滑轮、吊篮和人整体)。由于匀速吊起有

3F=G人+C篮,F=400N。

  

 

例3 一小车A陷在泥地里。现在通过如图9所示的滑轮组将小车匀速拉出,F=1000N。求小车受到的拉力和树受到的拉力(不计滑轮、绳重和摩擦)。

  

 

解析 要想求小车受到的拉力,须取动滑轮为研究对象,受力如图10(有三股绳子向右拉着动滑轮),小车受到的拉力F’,

F′=3F=3000N。

  

 

求树受到的拉力,要取定滑轮为研究对象,受力如图11(有两股绳子向左拉着定滑轮),树受到的拉力F″=2F=2000N。


总结 处理滑轮组一类力学题,使用的仍是解决力学问题的一般思路,即选取研究对象,分析受力,利用平衡条件列方程解题。如何选取研究对象,是整体还是隔离某一物体,要具体情况具体分析。正确地进行受力分析是解题的关键,既要找准力的个数,又要找准力的方向。

分类: 小小物理家

标签: 每日一学


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