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滑轮省力误区,90%学生中招!初中物理这个“猥琐考点”必须讲透
滑轮省力误区,90%学生中招!初中物理这个“猥琐考点”必须讲透初中物理,滑轮这里啊,有一个非常猥琐的考点,90%的中学生经常在这里中招。 啥考点?就是——动滑轮省力,到底省的是谁的一半?
很多同学一张嘴就是:“动滑轮省力一半,所以拉力等于物重的一半。”
错!大错特错!
动滑轮省力一半,省的不是“物体重力”的一半,而是——所挂重物加上动滑轮重,这个总重的一半。
这一点,在考试中特别重要,也是很多同学学动滑轮经常翻车的地方。 一、先把概念捋直:定滑轮、动滑轮、滑轮组
定滑轮:
轴固定不动,本质是一个等臂杠杆。
它不省力,也不省距离,但可以改变力的方向。
理想情况下:
F = G
s = h
绳子移动多少,物体就移动多少。
所以定滑轮的特点是:不省力,不省距离,只改变方向。
动滑轮:
轴随物体一起动,本质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆。
它省力,但费距离。
如果竖直匀速提升,忽略绳重和摩擦:
F = (G物 + G动) / 2
s = 2h
也就是说,物体上升 h,绳子自由端要移动 2h。
如果题目说“不计动滑轮重”,那才是:
F = G物 / 2
但只要题目给了动滑轮重,你就必须把它加上!
这就是很多同学中招的地方:只算物重,忘了动滑轮自己也重。
滑轮组:
几段绳子承担总重,拉力就是总重的几分之一。
F = (G物 + G动) / n
s = n h
这里的 n,是直接承担动滑轮和物体总重的绳子段数。
记住:先找总重,再数绳子段数,别上来就 G物 / n。 二、最容易中招的误区,一个个排雷
误区1:动滑轮一定省物体重力的一半。
不是!
如果物重 100N,动滑轮重 20N,拉力是:
F = (100 + 20) / 2 = 60N
不是 50N。
所以,动滑轮省力一半,省的是“物重 + 动滑轮重”的一半。
误区2:忘记动滑轮重。
题目一旦出现“动滑轮重”“不计摩擦和绳重”,你就得警惕。
不计动滑轮重,才能用 F = G物 / 2;
计动滑轮重,必须用 F = (G物 + G动) / 2。
误区3:距离关系搞反。
动滑轮省力,但费距离。
物体上升 h,绳子自由端移动 2h。
不是省距离,是费距离!
误区4:定滑轮改变方向,就以为它省力。
定滑轮只是改变力的方向,不省力,也不省距离。
方向变了,力的大小没变。
误区5:滑轮组绳子段数数错。
n 要看直接与动滑轮相连的绳子段数。
不是看绕了几圈,也不是看定滑轮上有几段。
数错 n,后面全错。
误区6:省力等于省功。
动滑轮省力,但费距离。
省力不省功,这是机械里的铁律。
误区7:水平拉物体,也套 G物 / 2。
如果动滑轮在水平方向拉物体,拉力主要克服的是摩擦力,不是物重。
这时候要看摩擦力和绳子段数,不能盲目用物重除以 2。
若不考虑绳重、轮重和摩擦,水平拉时:
F = f / n
s绳 = n s物
W有用 = f s物
误区8:速度关系忘倍数。
滑轮组中,绳子自由端速度是物体速度的 n 倍:
v绳 = n v物
距离关系也是:
s绳 = n s物
这个倍数,和拉力倍数正好反过来。 三、重难点:先找总重,再数段数
做滑轮题,脑子里就三步:
1. 找总重:
物体重 + 动滑轮重。
如果题目说不计动滑轮重,那总重就是物重。
2. 数段数:
看有几段绳子承担总重。
动滑轮通常是 2 段,滑轮组看具体绕法。
3. 套公式:
F = (G物 + G动) / n
s = n h
如果考虑机械效率,再用:
机械效率 = W有用 / W总 = (G物 h) / (F s) 四、口诀拓展:把易错点串起来
你原来那个观点可以保留,我帮你拧紧一下:
动滑轮省力一半,别忘动滑轮;
物重加轮重,再除以二。
再拓展成完整口诀:
定滑轮,不省力,不省距离改方向;
动滑轮,省一半,物重轮重一起算;
滑轮组,先找 n,物重轮重除以 n;
绳端距离 n 倍走,省力费距不省功。
同学们,看到“动滑轮”“滑轮组”,先别急着写 G物 / 2。
先问自己三句话:
动滑轮重算不算?绳子段数是多少?是竖直还是水平? 五、后续建议:分步骤给学生和老师
给学生:七步做题法
第一步:判类型。
先看是定滑轮、动滑轮,还是滑轮组。
定滑轮:不省力,改方向。
动滑轮:省力费距离。
滑轮组:看绳子段数。
第二步:标总重。
把物重和动滑轮重都圈出来。
看到“不计动滑轮重”,才可以把动滑轮重扔掉。
第三步:数段数。
只数直接承担总重的绳子段数。
最好在图上画一条竖线,看有几段绳子往上拉。
第四步:套公式。
拉力:F = (G物 + G动) / n。
距离:s绳 = n h。
速度:v绳 = n v物。
第五步:看方向。
竖直提升,总重是物重加动滑轮重。
水平拉动物体,总阻力是摩擦力,不是物重。
第六步:算效率。
有用功:W有用 = G物 h(竖直)或 W有用 = f s物(水平)。
总功:W总 = F s绳。
机械效率 = W有用 / W总。
第七步:错题复盘。
专门记三类错:忘加动滑轮重、n 数错、水平用 G物 / 2。
每道错题旁边写一句“我为什么错”,比抄十遍答案都有用。
给老师:五步教学法
第一步:实验制造冲突。
用弹簧测力计先测物重,再测动滑轮重,最后测拉力。
让学生亲眼看到:拉力不是物重的一半,而是总重的一半。
第二步:画图对比。
黑板上列三列:定滑轮、动滑轮、滑轮组。
分别写:力、距离、速度、方向、总重。
第三步:口诀上口。
把“物重轮重一起算”变成课堂口号。
每次做题前,让学生齐读一遍。
第四步:变式训练。
同一道题,改条件:
不计动滑轮重怎么办?
动滑轮重变大怎么办?
水平拉怎么办?
改变绕线,n 变了怎么办?
第五步:错题追踪。
不只看答案,看学生有没有写“总重”。
只要没写总重,就说明这个“猥琐考点”还没拿捏。
给复习:三个坚持
坚持画图。
图上有物重、动滑轮重、绳子段数、拉力方向。
坚持写公式。
先写 G总 = G物 + G动,再写 F = G总 / n。
坚持检查。
省力不省功,距离速度倍数一致,单位别丢。
把这个“猥琐考点”拿捏住,滑轮这块,你就很难再中招了。
狂人张三物理已持续日更 63天!
陪伴百万初中生一起进步!一起成长!
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很多同学一张嘴就是:“动滑轮省力一半,所以拉力等于物重的一半。”
错!大错特错!
动滑轮省力一半,省的不是“物体重力”的一半,而是——所挂重物加上动滑轮重,这个总重的一半。
定滑轮:
轴固定不动,本质是一个等臂杠杆。
它不省力,也不省距离,但可以改变力的方向。
理想情况下:
F = G
s = h
绳子移动多少,物体就移动多少。
所以定滑轮的特点是:不省力,不省距离,只改变方向。
动滑轮:
轴随物体一起动,本质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆。
它省力,但费距离。
如果竖直匀速提升,忽略绳重和摩擦:
F = (G物 + G动) / 2
s = 2h
也就是说,物体上升 h,绳子自由端要移动 2h。
如果题目说“不计动滑轮重”,那才是:
F = G物 / 2
但只要题目给了动滑轮重,你就必须把它加上!
这就是很多同学中招的地方:只算物重,忘了动滑轮自己也重。
滑轮组:
几段绳子承担总重,拉力就是总重的几分之一。
F = (G物 + G动) / n
s = n h
这里的 n,是直接承担动滑轮和物体总重的绳子段数。
记住:先找总重,再数绳子段数,别上来就 G物 / n。
误区1:动滑轮一定省物体重力的一半。
不是!
如果物重 100N,动滑轮重 20N,拉力是:
F = (100 + 20) / 2 = 60N
不是 50N。
误区2:忘记动滑轮重。
题目一旦出现“动滑轮重”“不计摩擦和绳重”,你就得警惕。
不计动滑轮重,才能用 F = G物 / 2;
计动滑轮重,必须用 F = (G物 + G动) / 2。
误区3:距离关系搞反。
动滑轮省力,但费距离。
物体上升 h,绳子自由端移动 2h。
不是省距离,是费距离!
误区4:定滑轮改变方向,就以为它省力。
定滑轮只是改变力的方向,不省力,也不省距离。
方向变了,力的大小没变。
误区5:滑轮组绳子段数数错。
n 要看直接与动滑轮相连的绳子段数。
不是看绕了几圈,也不是看定滑轮上有几段。
数错 n,后面全错。
误区6:省力等于省功。
动滑轮省力,但费距离。
省力不省功,这是机械里的铁律。
误区7:水平拉物体,也套 G物 / 2。
如果动滑轮在水平方向拉物体,拉力主要克服的是摩擦力,不是物重。
这时候要看摩擦力和绳子段数,不能盲目用物重除以 2。
若不考虑绳重、轮重和摩擦,水平拉时:
F = f / n
s绳 = n s物
W有用 = f s物
误区8:速度关系忘倍数。
滑轮组中,绳子自由端速度是物体速度的 n 倍:
v绳 = n v物
距离关系也是:
s绳 = n s物
这个倍数,和拉力倍数正好反过来。
做滑轮题,脑子里就三步:
1. 找总重:
物体重 + 动滑轮重。
如果题目说不计动滑轮重,那总重就是物重。
2. 数段数:
看有几段绳子承担总重。
动滑轮通常是 2 段,滑轮组看具体绕法。
3. 套公式:
F = (G物 + G动) / n
s = n h
如果考虑机械效率,再用:
机械效率 = W有用 / W总 = (G物 h) / (F s)
你原来那个观点可以保留,我帮你拧紧一下:
动滑轮省力一半,别忘动滑轮;
物重加轮重,再除以二。
再拓展成完整口诀:
定滑轮,不省力,不省距离改方向;
动滑轮,省一半,物重轮重一起算;
滑轮组,先找 n,物重轮重除以 n;
绳端距离 n 倍走,省力费距不省功。
同学们,看到“动滑轮”“滑轮组”,先别急着写
先问自己三句话:
动滑轮重算不算?绳子段数是多少?是竖直还是水平?
给学生:七步做题法
第一步:判类型。
先看是定滑轮、动滑轮,还是滑轮组。
定滑轮:不省力,改方向。
动滑轮:省力费距离。
滑轮组:看绳子段数。
第二步:标总重。
把物重和动滑轮重都圈出来。
看到“不计动滑轮重”,才可以把动滑轮重扔掉。
第三步:数段数。
只数直接承担总重的绳子段数。
最好在图上画一条竖线,看有几段绳子往上拉。
第四步:套公式。
拉力:F = (G物 + G动) / n。
距离:s绳 = n h。
速度:v绳 = n v物。
第五步:看方向。
竖直提升,总重是物重加动滑轮重。
水平拉动物体,总阻力是摩擦力,不是物重。
第六步:算效率。
有用功:W有用 = G物 h(竖直)或 W有用 = f s物(水平)。
总功:W总 = F s绳。
机械效率 = W有用 / W总。
第七步:错题复盘。
专门记三类错:忘加动滑轮重、n 数错、水平用 G物 / 2。
每道错题旁边写一句“我为什么错”,比抄十遍答案都有用。
给老师:五步教学法
第一步:实验制造冲突。
用弹簧测力计先测物重,再测动滑轮重,最后测拉力。
让学生亲眼看到:拉力不是物重的一半,而是总重的一半。
第二步:画图对比。
黑板上列三列:定滑轮、动滑轮、滑轮组。
分别写:力、距离、速度、方向、总重。
第三步:口诀上口。
把“物重轮重一起算”变成课堂口号。
每次做题前,让学生齐读一遍。
第四步:变式训练。
同一道题,改条件:
不计动滑轮重怎么办?
动滑轮重变大怎么办?
水平拉怎么办?
改变绕线,n 变了怎么办?
第五步:错题追踪。
不只看答案,看学生有没有写“总重”。
只要没写总重,就说明这个“猥琐考点”还没拿捏。
给复习:三个坚持
坚持画图。
图上有物重、动滑轮重、绳子段数、拉力方向。
坚持写公式。
先写 G总 = G物 + G动,再写 F = G总 / n。
坚持检查。
省力不省功,距离速度倍数一致,单位别丢。
把这个“猥琐考点”拿捏住,滑轮这块,你就很难再中招了。
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