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滑轮转轴在解决滑轮问题中的应用
滑轮转轴在解决滑轮问题中的应用 滑轮是个周边有槽，可以绕轴转动的轮子。下面谈谈通过分析滑轮转轴解 决两类滑轮问题的方法。一、分析转轴判断滑轮类型 对机械中的各个滑轮，先假设通过滑轮作用的物体被拉动，对照物体被拉 动时滑轮转轴的情况进行判断：
①物体拉动时，滑动转轴位置静止不动时滑轮是定滑轮。如图1—（a） ②物体拉动时，滑轮转轴位置随差物体的移动而移动的是动滑轮。如图1— （b） 二、分析转轴确定动滑轮上的力的作用情况 在人教版教材中，分析动滑轮实质叙述为“是一个动力臂（L1）为阻力臂 （L2）二倍的杠杆”。（如图2）根据力的平衡条件“动滑轮可省一半力”。在教学 中，发现学生常误解为“只要是动滑轮，动力就是阻力的一半。”笔者尝试以下方 式说明，能帮助学生更好理解，现说明如下：“作用在滑轮边缘上的力F1的力臂 （L1）是作用在滑轮转轴上的力F2的力臂（L2）的二倍。根据杠杆平衡条件， 作用在滑轮转轴上的力是作用在滑轮边缘上的力的二倍”。
下面结合例题示范说明。
［例一］力F作用在滑轮上，使重物G匀速上升，滑轮安装如图3所示。不 计滑轮重量及摩擦力，则下列说法正确的是（ ） A、这是动滑轮，F=1/2G。
B、这是定滑轮，F=G。
C、这是动滑轮，F=2G。
D、这是定滑轮，F=2G。
解析：首先，因为重物被提升时，滑轮转轴跟随向上移动，所以判断这是个动滑轮。其次，由于力F作用在滑轮转轴上，重力G通过绳子作用于滑轮边缘， 所以F=2G。应选C。
错解1：误认为是定滑轮，不省力，而选B。
错解2：认为动滑轮省一半力，而选A。
A、（a）图中滑轮为定滑轮，（b）图中滑轮为动滑轮，Fa＞Fb。
B、（a）图中滑轮为定滑轮，（b）图中滑轮为动滑轮，Fa＜Fb。
C、（a）图中滑轮为动滑轮，（b）图中滑轮为定滑轮，Fa＜Fb。
D、（a）图中滑轮为动滑轮，（b）图中滑轮为定滑轮，Fa＝Fb。
［例3］用如图5——（a）（b）所示装置匀速拉起相同重物G，不计滑轮 重力和摩擦力，那么Fa= G，Fb= G。
解析：（a）图中，重物提升时，三个滑轮的转轴都固定不动，都是定滑 轮，不省力所以Fa=G。
（b）图中，重物提升时，甲、乙滑轮转轴跟随移动是动滑轮，丙滑轮转 轴固定不动是定滑轮。作用在甲滑轮转轴上的力G是作用在甲滑轮边缘上的力F 甲边的二倍，所以F甲边= 1/2G。作用在乙滑轮转轴上的力F乙= F甲边。且F2是 作用在乙滑轮边缘上的力F乙边的二倍，所以F乙边= 1/4G。则通过定滑轮丙后 Fb=F乙边= 1/4G。
