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滑轮组绕绳,是初中物理重要作图题之一,在中考中频繁出现,也是另许多初中生头疼的一个问题。如何有效的解决这个问题,众人也是见仁见智。笔者认为,万事开头难,滑轮组绕绳问题也是这样,只要知道了绳子的一端从哪里开始,下面就问题不大。分析初中物理中遇到的滑轮组绕绳问题,有两个特点大家必须抓住:
1.滑轮组是用一根绳子绕成;2.所提供的滑轮要全部用完。
结合这两个特点,总结出如下的绕绳方法:
一看:看一下题目提供的滑轮中,定滑轮和动滑轮的个数是否相等,如不相等,则绳子的固定端一定连在个数少的滑轮的框架上。为便于记忆,我们将其简化为“看少”
例1.站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶,请在图1中画出滑轮组绳子的绕法。
解析:从图1中不难看出,所给滑轮有两个定滑轮,一个动滑轮,动滑轮个数少,所以,绳子的固定端应连在动滑轮的框架上。绕法见图2。
例2.如图3所示的装置,绳重及摩擦不计。请用图示的三个滑轮,补画该滑轮组完整的绕线。
解析:图3所给滑轮中,有一个定滑轮,两个动滑轮,定滑轮个数少,所以,绳子的固定端用应连在定滑轮的框架上。绕法见图4。
二读:如果定滑轮和动滑轮的个数相等,就要读一下题目要求,注意有没有“最省力”或者“改变力的方向”要求或暗示。如要求最省力,则绳子的固定端一定连在动滑轮的框架上;如要求改变力的方向,则绳子的自由端一定从定滑轮绕出,固定端也一定连在定滑轮和框架上。我们将其简化为“省动变定”,为便于记忆,采用谐音记忆法,记为“生动”。
例3.在图5中画出使用滑轮组提起水桶的最省力的绕绳方法。
解析:图5的滑轮组中,定滑轮和动滑轮的个数相等,注意到“最省力的绕法” ,根据“生动”的原则,绳子的固定端应连在动滑轮框架上。绕法见图6。
例4.在图7中用线代表绳子,将两个滑轮连成省力的滑轮组,要求人用力往下拉绳子使重物升起。
解析:图7中同样是定滑轮和动滑轮个数相等,但注意到“人用力往下拉绳使重物升起”,即要改变力的方向,所以,绳子的固定端应连在定滑轮框架上。绕法见图8。
三算:如果定滑轮和动滑轮的个数相等,也没有“最省力”或“改变力的方向”的要求,就要计算了。算出绳子的段数,根据其奇偶性确定:如是奇数,则绳子的固定端连在动滑轮框架上;如是偶数,则绳子的固定端连在定滑轮框架上。将其简化为“奇动偶定”,同样可采用谐音记忆法,记为:“激动”或“机动”,网上有热词“鸡冻”。
例5.要用一根绳子和两个滑轮提起物体,若不计滑轮重和摩擦,而使拉力为物体重的1/3,请在图9中画出绳子的正确绕法。
解析:图9中,定滑轮和动滑轮个数相等,也没有“最省力”或“改变力的方向”的要求。但根据题意可算出承担物体重的绳子的段数n=G/F=G/(1/3·G)=3(段),奇数,所以,绳子的固定端一定连在动滑轮框架上。绕绳方法见图10。
例6.如图11所示是小松同学测定滑轮组机械效率的实验装置,小松同学实验中测量的数据如下表所示:
请你根据表中数据在图11中画出实验时滑轮组的的绕线情况,并填好表中的空格。
解析:图11中定滑轮和动滑轮个数相等,也看不出有“最省力”或“改变力的方向”的要求,但根据表中数据可算出承担物重的绳子的段数n=s/h=0.06m/0.03m=2(段),偶数,则绳子的固定端一定连在定滑轮框架上。绕法见图12。