轉(zhuǎn)軸扭力的平衡感設(shè)計(jì)
根據(jù)力的平衡條件“動(dòng)滑輪可省一半力”。在教學(xué)中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生常誤解為“只要是動(dòng)滑輪,動(dòng)力就是阻力的一半?!薄白饔迷诨嗊吘壣系牧1的力臂(L1)是作用在滑輪轉(zhuǎn)軸上的力F2的力臂(L2)的二倍。根據(jù)杠桿平衡條件,作用在滑輪轉(zhuǎn)軸上的力是作用在滑輪邊緣上的力的二倍”。 下面結(jié)合例題示范說(shuō)明。 [例一]力F作用在滑輪上,使重物G勻速上升。不計(jì)滑輪重量及摩擦力,則下列說(shuō)法正確的是( ) A、這是動(dòng)滑輪,F(xiàn)=1/2G。 B、這是定滑輪,F(xiàn)=G。 C、這是動(dòng)滑輪,F(xiàn)=2G。 D、這是定滑輪,F(xiàn)=2G。 解析:首先,因?yàn)橹匚锉惶嵘龝r(shí),滑輪轉(zhuǎn)軸跟隨向上移動(dòng),所以判斷這是個(gè)動(dòng)滑輪。其次,由于力F作用在滑輪轉(zhuǎn)軸上,重力G通過(guò)繩子作用于滑輪邊緣,所以F=2G。應(yīng)選C。 錯(cuò)解1:誤認(rèn)為是定滑輪,不省力,而選B。 錯(cuò)解2:認(rèn)為動(dòng)滑輪省一半力,而選A。 (b)所示裝置勻速提升相同重物。不計(jì)滑輪重力及摩擦力,那么F1F2大小關(guān)系和滑輪屬于情況是( ) A、(a)滑輪為定滑輪,(b)滑輪為動(dòng)滑輪,F(xiàn)a>Fb。 B、(a)滑輪為定滑輪,(b)滑輪為動(dòng)滑輪,F(xiàn)a<Fb。 C、(a)滑輪為動(dòng)滑輪,(b)滑輪為定滑輪,F(xiàn)a<Fb。 D、(a)滑輪為動(dòng)滑輪,(b)滑輪為定滑輪,F(xiàn)a=Fb。
解析:根據(jù)杠桿平衡條件,可知作用在杠桿左端上的力F是相同的。設(shè)想重物被提升時(shí),(a)轉(zhuǎn)軸位置發(fā)生移動(dòng),所以是動(dòng)滑輪;(b)滑輪轉(zhuǎn)軸位置固定不動(dòng),所以是定滑輪。(a)作用在滑輪轉(zhuǎn)軸上的力F是作用在滑輪邊緣上的力F1的二倍,所以Fa<F。(b)F=Fb,則Fa<Fb,應(yīng)選C。
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