浅析滑轮组省力的教学

邓承飞

八年级物理教科书第九章关于判断滑轮组省力情况，课文中有这样的例题：使用如图1所示的滑轮组提升重物，至少要用多大的力？当重物被提升0.1m时，拉力的作用点移动多少？

该重物由三段绳子吊着，在不计动滑轮和绳所受的重力及滑轮轴上的摩擦的条件下，用重物的三分之一的力就能将重物提升，从而得知拉力作用点移动的距离是重物移动距离的三倍。即而解之。

从此例题可推广到一般结论：在理想情况下，滑轮用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。即：。有些同学在理解和应用时会出现一些问题：绳子绕行滑轮组时，既跨过定滑轮又跨过动滑轮，同学们在套用结论时经常会分不清滑轮组中哪几段绳子属于上述公式中有效的“n”。而对于延伸出的由一根以上绳子组成的滑轮组省力的题目更是一头雾水。此文针对以上两点问题，将这些内容归纳，总结，分类教学。

一、对滑轮组只用一根绳子绕行的教学

如图2所示，滑轮组中仅有一根绳子。在这类问题中确定“几段绳子”是关键但难以理解，特别是用于拉的那一段是否属于“几段绳子”内。这个问题可以这样进行讲解：如果用于拉的那一段跨过定滑轮，则此段绳子不计入段数;如果跨过动滑轮，就应计入段数。

如图2（a），用于拉的那一段跨过定滑轮，因此重物和动滑轮的总重量由4段绳子吊起。如图2（b），手提的那一段跨过动滑轮，因此重物和动滑轮的总重量由5段绳子吊起。

二、对于滑轮组由几根绳子绕行的教学

如图3（a）、3（b）及图4（a）、4（b）四种类型，可用一种较易于学生接受的方法。此方法用到的力学原理有：

① 一根绳子各点受力相同;

② 力的平衡原理。

下面举例分析，且不考虑动滑轮、绳子重力及摩擦力。

例1 如图3（b），该滑轮组由3根绳子组成。分析时，从手拉的这段开始，若拉力为F，则绳子A、B段所受到的拉力均为F（见原理①），C段受到的拉力F1=2F，同理F2=2F1=4F。根据力的平衡原理G=F+2F+4F;有F=G。

例2 如图4（b），A、B、C三段绳子所受到的拉力均为F（见原理①），D段所受到的拉力F1=2F（原理②），根据力的平衡原理：

G=FB+FE+FC=F+2F+F=4F，有F= G。其他两个类型均可用此方法求解。图3（a）：F= G;图4（a）：F= G。这种方法对于第一大类型同样适用。