轮组的固定点放在上方,就可以转换为一般的滑轮组,很方便地判断绕过动滑轮的绳子股数n,只不过此时要注意重力的方向就变换了,与滑轮相关的摩擦力就会向下,则此时绳子自由端的拉力F=f/n(其中f为物体与水平地面之间的摩擦力)。拉力所做的总功W总=FS,这个S不是物体移动的距离,而是绳子自由端移动的距离,因为动力是作用在绳子自由端的,而不是作用在物体上的。这一点是学生最容易混淆的,也是学生出错最多的地方。当然物体移动的距离(h或S物)与绳子自由端移动的距离(S)的关系仍为S=nh(或nS物);绳子自由端移动的速度V绳与物体移动速度V物的关系还是V绳=nV物。由于目的是水平拉动物体,所以克服物体所受的摩擦力做的功就是有用功,则W有用=fS物(重力在此过程中不做功)。此时额外功W额外=W总-W有用。机械效率η=W有用/W总=fS物/FS=f/nF。当然,滑轮组机械效率的相关计算题目种类繁多,千变万化。在教学中,还应通过测量滑轮组机械效率的实验,让学生认识到同一滑轮组提升不同的重物和不同滑轮组提升相同的重物时,效率是不同的,进一步认识到滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关,明确同一滑轮组提升的物体越重,机械效率越高;不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮越重,机械效率越低。从而避免学生在做以下这类题时出错:某人用如图甲所示的滑轮组匀速提起400N的物体时,绳子自由端的拉力为250N,则滑轮组的机械效率多大?在不计摩擦和绳重时,若用该滑轮组提升700N的重物时,绳子自由端的拉力为多大?若不充分认识滑轮组的机械效率与物重有关,学生极有可能用F=G/nη来求F的大小。总之,滑轮组机械效率的计算还应该在充分理解的基础上去做,明确其中的物理量、关系和具体的求法。作为老师的我们应让学生多分析,多见具体的题型,多培养学生的理性思维,避免搬硬套公式,尽可能引导学生少出错,树立信心,不畏惧解计算题。
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