摘 要：在初中物理的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中經(jīng)常會(huì)遇到研究力學(xué)的一些問(wèn)題，弄清楚研究物體的受力情況是非常主要的，它是解決力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵之處。本篇文章主要簡(jiǎn)單地介紹一些關(guān)于滑輪問(wèn)題的受力分析，希望可以給大家?guī)ヒ恍﹩l(fā)。

關(guān)鍵詞：滑輪問(wèn)題 受力 分析

前言

初中學(xué)生經(jīng)常會(huì)遇到滑輪組問(wèn)題，然后會(huì)按照“使用滑輪組的時(shí)候，重物以及滑輪的總重量通過(guò)幾根繩子來(lái)進(jìn)行承擔(dān)的，這樣一來(lái)提起的重物就是總重量的幾分之一”來(lái)進(jìn)行判斷。在求解平衡方程的時(shí)候可以得出這樣的結(jié)論：分析滑輪的具體受力情況應(yīng)該遵守兩條原則（1）同樣的一根繩子在各處拉力是要相等的，（2）在平衡的時(shí)候，軸上的力是輪上力的2倍大。

一、力產(chǎn)生的具體條件

如果力不同，產(chǎn)生的條件也是不一樣的，某種力具備產(chǎn)生的條件，那么這種力一定會(huì)存在，否則相應(yīng)的物體就不會(huì)感受到這種力的存在，這也是比較基本的一種判斷方法。具體的力學(xué)當(dāng)中主要有比較常見(jiàn)的三種力：第一，地球表面以及附近的一些物體受重力的一種作用，第二，與研究的物體進(jìn)行直接接觸，物體發(fā)生變形的作用，這是一種彈力的作用，這種力的表現(xiàn)形式是多樣性的，比如我們經(jīng)常提到的壓力，拉力以及支持力等等，第三，當(dāng)兩個(gè)具備彈力的物理做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，或者想要做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，這兩個(gè)物體就會(huì)存在摩擦力^[1]。簡(jiǎn)單地來(lái)講，彈力產(chǎn)生需要兩個(gè)條件：需要進(jìn)行直接的接觸以及會(huì)發(fā)生彈性形變的現(xiàn)象。那么摩擦力會(huì)在這兩個(gè)條件再加上“具備相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)”的基礎(chǔ)之上進(jìn)行產(chǎn)生。但是很多時(shí)候力產(chǎn)生是否滿(mǎn)足這些條件是比較難以判斷的，這時(shí)候就可以運(yùn)用到第二個(gè)相關(guān)的判斷依據(jù)。

二、力的效果

關(guān)于力的產(chǎn)生條件是非常容易判斷的，但是想要判斷屬于彈力或者摩擦力就不是很容易。比如，靜摩擦力在產(chǎn)生的過(guò)程當(dāng)中相對(duì)運(yùn)動(dòng)就變得非常的微妙，是否存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及具體什么樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)非常難說(shuō)清楚。這種時(shí)候，就需要使用力的具體作用來(lái)進(jìn)行判斷，力主要有兩個(gè)作用，一個(gè)作用可以使物體發(fā)生形變的作用，另一個(gè)會(huì)使動(dòng)態(tài)發(fā)生改變，這樣的話就可以進(jìn)行假設(shè)的分析，如果力存在或者不存在的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)什么樣的效果，從而達(dá)到最終的效果^[2]。

三、根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成習(xí)題的練習(xí)

為了使學(xué)生可以比較深刻理解滑輪的有關(guān)問(wèn)題，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。如果只是簡(jiǎn)單的讓學(xué)生寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的相關(guān)報(bào)告、根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)算出機(jī)械效率，這樣是不夠的。想要真正的掌握實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，就必須要指導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，練習(xí)習(xí)題是最好的一個(gè)方法，主要的實(shí)驗(yàn)習(xí)題：（1）在組裝滑輪組的時(shí)候，為了可以比較準(zhǔn)確以及迅速地穿繞繩子應(yīng)該采取什么樣的好辦法？（2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中會(huì)給一個(gè)定滑輪以及一個(gè)動(dòng)滑輪，那么實(shí)驗(yàn)還需要其他的哪些實(shí)驗(yàn)材料？（3）在選定上述器材之后，畫(huà)出一個(gè)最省力的具體實(shí)驗(yàn)裝置圖。（4）該實(shí)驗(yàn)當(dāng)中鉤碼為什么要進(jìn)行勻速上升？（5）實(shí)驗(yàn)當(dāng)中想要測(cè)量鉤碼上升的距離以及彈簧移動(dòng)的距離可以采取什么樣的辦法？注意事項(xiàng)是什么？（6）在上面的滑輪組實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，如果對(duì)所掛鉤碼增加重力，滑輪組機(jī)械的效率會(huì)產(chǎn)生什么變化？為什么會(huì)產(chǎn)生這種變化^[3]？

四、掌握含有機(jī)械效率η的計(jì)算方法

在進(jìn)行滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算時(shí)，一定要在弄清楚力、距離以及功的具體關(guān)系之后，再利用公式η=W有用/W總進(jìn)行計(jì)算，一定要按照題目的順序進(jìn)行解答。關(guān)于滑輪組，不管考不考慮額外功，距離的關(guān)系都是一個(gè)定數(shù)。對(duì)于一般繩子繞制而成的相關(guān)滑輪組，如果動(dòng)滑輪以及重物是由n股繩子進(jìn)行承擔(dān)的，那么繩子自由端動(dòng)力通過(guò)的具體距離S動(dòng)和有用阻力通過(guò)具體距離S是呈倍數(shù)關(guān)系的，即n倍，S動(dòng)=nS。力的相應(yīng)關(guān)系是需要根據(jù)具體情況而定的，如果不考慮相應(yīng)的額外阻力，并且滑輪組帶動(dòng)物體進(jìn)行勻速上升時(shí)，那么繩子自由端的具體拉力跟物體總重的相關(guān)關(guān)系F=G/n，如果滑輪組在帶動(dòng)物體的情況下在水平面上做勻速的具體直線運(yùn)動(dòng)，那么繩子自由端的相關(guān)拉力F以及物體受到的摩擦力的具體關(guān)系為F=f（如果考慮額外阻力時(shí)，那么F′=F/η（F′主要為考慮額外阻力時(shí)相應(yīng)繩子自由端的具體拉力）。功的具體關(guān)系：W總=W有/η，W總=W有-W額。方法指導(dǎo)：在含有機(jī)械效率η的題目當(dāng)中，不管η是已知還是未知的，如果進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候都將會(huì)先從η進(jìn)行入手。據(jù)η=W有/W總得：W有=ηW總，而W總=FS，W有=F有·S有，然后代入得F有S有=ηFS，S與S有存在的具體關(guān)系S=nS有，因此F有=n·ηF。由此式可清楚地看出，在此式四個(gè)物理量當(dāng)中如果知道任意的其中三個(gè)，那么通過(guò)步驟非常的容易求取第四個(gè)物理量^[4].

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，初中物理當(dāng)中關(guān)于滑輪問(wèn)題的受力分析是一個(gè)非常常見(jiàn)的問(wèn)題，想要更好地解決這個(gè)問(wèn)題，一定要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，多加的練習(xí)此類(lèi)實(shí)驗(yàn)題等，只有這樣，才可以真正地理解這類(lèi)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]楊元俊.解答滑輪省力問(wèn)題的方法——受力分析法[J].政治思想史（11）：44-45.

[2]徐金玉.關(guān)于一道滑輪組題的受力分析[J].物理教學(xué)探討：初三年級(jí)學(xué)研期，24（4）：28-29.

[3]王偉.初中單滑輪受力分析的六種題型[J].教育教學(xué)論壇（42）：242-243.

[4]張瑞生.用受力分析法解滑輪組問(wèn)題[J].理科考試研究：初中版，8（12）：42-43.

作者簡(jiǎn)介

李嘉諾（2004.12—），女，山東青島人，學(xué)生。