使用單個(gè)動(dòng)滑輪省力和費(fèi)力問(wèn)題的探討

摘 要：動(dòng)滑輪是初中物理一種很重要的簡(jiǎn)單機(jī)械，而教材和教參上都未對(duì)動(dòng)滑輪省力及省力條件作出具體討論，導(dǎo)致部分學(xué)生對(duì)其工作省力情況的認(rèn)知較為模糊。通過(guò)對(duì)動(dòng)滑輪工作時(shí)的受力進(jìn)行分析，結(jié)合計(jì)算，厘清使用動(dòng)滑輪省力和費(fèi)力的條件，可使學(xué)生更全面地認(rèn)識(shí)動(dòng)滑輪和滑輪組。

關(guān)鍵詞：動(dòng)滑輪；省力條件；費(fèi)力條件

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2024）9-0069-3

人教版八年級(jí)物理教材第十二章“第２節(jié) 滑輪”中指出：動(dòng)滑輪的特點(diǎn)——使用動(dòng)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(dòng)滑輪特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，不但要指導(dǎo)學(xué)生使跨過(guò)動(dòng)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橹挥挟?dāng)鉤碼重力大于動(dòng)滑輪重力時(shí)，才能得出使用動(dòng)滑輪可以省力的結(jié)論。二者均只是簡(jiǎn)單地給出了結(jié)論，并沒(méi)有進(jìn)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(gè)動(dòng)滑輪一定能省一半的力，有的學(xué)生認(rèn)為動(dòng)滑輪能省力，但說(shuō)不清楚什么條件下能省一半的力［１］。其實(shí)，使用單個(gè)動(dòng)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(guò)計(jì)算來(lái)探討使用單個(gè)動(dòng)滑輪在豎直方向和水平方向拉動(dòng)物體時(shí)的省力條件和費(fèi)力條件，從而更好地認(rèn)識(shí)動(dòng)滑輪。

綜上所述，使用動(dòng)滑輪拉動(dòng)物體時(shí)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(gè)動(dòng)滑輪不僅不省力，而且還會(huì)費(fèi)力，故比較科學(xué)的說(shuō)法應(yīng)該是“使用動(dòng)滑輪最多能省一半的力”。

在教學(xué)過(guò)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(qiáng)調(diào)物理規(guī)律和結(jié)論的適用范圍和條件。

參考文獻(xiàn)：

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

（欄目編輯 蔣小平）