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初中物理解题技巧——怎样解简单机械问题——探究杠杆平衡条件实验
基础篇
探究杠杆平衡条件实验
前言
杠杆本质是硬棒的力矩平衡。而滑轮的本质是变形杠杆，常考定滑轮、动滑轮的特点辨析、受力分析，是滑轮组学习的前置基础。
滑轮定义
滑轮：周边有槽、可以绕固定轴转动的轮子，属于简单机械。分为定滑轮、动滑轮两类。
定滑轮：固定不动的滑轮
定义：轴的位置固定不动的滑轮。
实质：等臂杠杆。支点在滑轮轴心，动力臂、阻力臂都等于滑轮半径。
特点
不省力，不省距离；可以改变力的方向。
拉力大小：不计绳重摩擦，F=G物
距离关系：绳子自由端移动距离 s=h；
绳子速度 v绳=v物
动滑轮：随物体一起运动的滑轮
定义：轴会随物体一起移动的滑轮。
实质：动力臂是阻力臂 2 倍的省力杠杆。支点在绳子与滑轮边缘接触点。
特点：能省力，费距离；不能改变力的方向。
理想情况（不计动滑轮重、绳重、摩擦）：F=G物/2
实际考题（必考，考虑动滑轮自重，不计绳重摩擦）：
F=(G物+G动)/2
距离关系：s=2h
绳子速度：v绳=2v物
重要辨析：动滑轮省力的前提：绳子两段平行。如果绳子斜拉，动力臂变短，拉力会大于二分之一总重，不再省一半力。
常见误区
误区1：动滑轮一定省一半力。
正解：只有竖直平行拉动、不计摩擦才成立；斜拉拉力变大；必须计入动滑轮自重。
误区2：定滑轮既不省力也不费力，所以没有用处。
正解：核心作用是改变力的方向，比如升旗。
误区3：动滑轮省一半力，就省一半功。
正解：任何机械都不省功，省力必然费距离。
误区4：动滑轮只受一段绳子的拉力和物体的重力
正解：动滑轮受力，向上两段绳子拉力，向下物体重力 + 动滑轮重力。
口诀
定滑等臂不省力，改变方向最便利；
动滑杠杆两倍臂，省力一倍距离倍；
斜拉动滑力变大，动轮自重别忘记。
学以致用
1、关于定滑轮，下列说法正确的是（ ）
A. 定滑轮能省力
B. 定滑轮实质是省力杠杆
C. 定滑轮可以改变拉力方向
D. 使用定滑轮省距离
【解析】
定滑轮是等臂杠杆，不省力、不省距离，作用是改变力方向。
【答案】
C
2、一个动滑轮，滑轮自重 10N，不计绳重与摩擦，物体重力 50N，竖直匀速提升物体，求绳子拉力大小。
【解析】
竖直平行拉动动滑轮，拉力等于物重加动滑轮总重的一半。
【答案】
解：①公式：F=(G物+G动)/2
②代入数值：F=(50 N+10 N)/2=30 N
答：拉力为 30N
3、使用动滑轮提升重物，沿竖直向上拉时拉力 30N。若改为斜向上拉动同一物体，不计绳重摩擦，则拉力大小（ ）
A. 等于 30N B. 大于 30N
C. 小于 30N D. 无法判断
【解析】
动滑轮竖直拉时动力臂 = 滑轮直径，而斜拉时动力臂小于滑轮直径，动力臂减小，阻力与阻力臂不变，杠杆平衡条件可知拉力变大。
【答案】
B
下篇预告
滑轮组绕线与竖直提升计算
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