也谈滑轮组试题的解法

中考网

　　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。
        　　
       

1G9542625-0.jpg

         
        　　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。
        　　
       

1G9545115-1.jpg

         
        　　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。
        　　
       

1G9543294-2.jpg

         
        　　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。
        　　
       

1G95434Y-3.jpg

         
        　　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。
        　　
       

1G9543V9-4.jpg

         
        　　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。
        　　
       

1G954J41-5.jpg

         
        　　(2)如图6，人站在吊篮中至少要用_______N的力拉绳。
        　　
       

1G9542403-6.jpg

         
        　　解　(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。
        　　
       

1G954IM-7.jpg

         
        　　(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。
        　　
       

1G9542944-8.jpg

         
        　　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)。
        　　
       

1G9543Z9-9.jpg

         
        　　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。
        　　
       

1G954M01-10.jpg

         
        　　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。作为教师应教给学生处理问题的一般方法，使学生能灵活地处理可能遇到的各种问题。