使用單個動滑輪省力和費力問題的探討

摘 要：動滑輪是初中物理一種很重要的簡單機械，而教材和教參上都未對動滑輪省力及省力條件作出具體討論，導(dǎo)致部分學(xué)生對其工作省力情況的認(rèn)知較為模糊。通過對動滑輪工作時的受力進行分析，結(jié)合計算，厘清使用動滑輪省力和費力的條件，可使學(xué)生更全面地認(rèn)識動滑輪和滑輪組。

關(guān)鍵詞：動滑輪；省力條件；費力條件

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2024）9-0069-3

人教版八年級物理教材第十二章“第２節(jié) 滑輪”中指出：動滑輪的特點——使用動滑輪可以省力，但不改變力的方向。此外，在教師教學(xué)用書中提到：在研究動滑輪特點的實驗中，不但要指導(dǎo)學(xué)生使跨過動滑輪的兩段繩豎直且平行，而且仍要指導(dǎo)學(xué)生使用重一些的鉤碼進行實驗，因為只有當(dāng)鉤碼重力大于動滑輪重力時，才能得出使用動滑輪可以省力的結(jié)論。二者均只是簡單地給出了結(jié)論，并沒有進行相關(guān)證明分析，因此導(dǎo)致有的學(xué)生認(rèn)為使用單個動滑輪一定能省一半的力，有的學(xué)生認(rèn)為動滑輪能省力，但說不清楚什么條件下能省一半的力［１］。其實，使用單個動滑輪能省力是有條件的，能省一半的力更是有條件的。下面通過計算來探討使用單個動滑輪在豎直方向和水平方向拉動物體時的省力條件和費力條件，從而更好地認(rèn)識動滑輪。

綜上所述，使用動滑輪拉動物體時是否省力是有一定限定條件的，如果滿足不了某些必要的條件，使用單個動滑輪不僅不省力，而且還會費力，故比較科學(xué)的說法應(yīng)該是“使用動滑輪最多能省一半的力”。

在教學(xué)過程中，要用思辨的物理觀念應(yīng)用物理規(guī)律和物理結(jié)論，特別強調(diào)物理規(guī)律和結(jié)論的適用范圍和條件。

參考文獻：

［１］馬連杰．使用單個動滑輪省一半力的條件［Ｊ］．物理通報，２０１９（７）：４９－５０．

（欄目編輯 蔣小平）