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杠桿的科學ppt

《杠桿的支點不必要是不動的》

關於動滑輪的繩子有壹個抽象的假設:是柔軟的,輕質的,光滑的,這三點使得繩子具有這樣壹個特點,那就是繩子上每壹點,沿繩子走向受的力都是相同的。而在動滑輪的受力中,可以用初中基本的沿同壹直線上合理為零的受力分析,所有向上的拉住無物體和滑輪的繩子拉力之和應該等於向下的物體的重力,因此有了妳所說的規律:每根繩子受到的力是總的力除以受力的繩子數。而這個規律是不準確的,因為有個前提,必須是同壹段繩子;如果不是同壹段則不能用這個規律,而要分別計算。

關於滑輪等於杠桿的問題,杠桿的模型要點是壹要有壹個沒有形變的剛體,二要有壹個固定不變的支點。對於動滑輪的杠桿問題的理解,是這樣的,我們直接把動滑輪替換成壹個杠桿,兩端分別系壹端等長的繩子,構成這樣的結構:

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先看作兩邊的繩子同時勻速向上拉,那麽如果以與杠桿同時升高的壹個水平面為參照物,杠桿是靜止的,而兩端繩子的力用杠桿的計算方法,以左邊為支點右端的繩子拉力是壹半重力,以右邊為支點,左邊的繩子拉力也是壹半重力。在這個參考系裏,這個杠桿是靜止的,兩端都不動,但這並不影響其杠桿的本質,誰說杠桿動起來才能叫杠桿?

接下來如果把“兩端分別系壹端等長的繩子”換成“由壹根繩子從杠桿兩端穿過”,計算方法是壹樣的,而再把杠桿替換成滑輪,則就是動滑輪的模型了。因此,動滑輪看作杠桿並不在於把左邊看作不動右邊看作動的,其實是左右都看作不動的,滑輪轉不轉都無所謂的。比如假設滑輪是光滑的橢圓形,繩子也是光滑的,滑輪是不可能轉的,但壹樣可以達到動滑輪的省力效果。而之所以要求滑輪是圓的,則用另壹種方式實現了光滑。或許有人要問,那麽為什麽題中都說繩子與滑輪之間無摩擦,其實這是指滑動摩擦,繩子和滑輪之間是有靜摩擦的,要不然滑輪怎麽會轉動?況且假如把繩子換成鏈條,滑輪換成齒輪,鏈條和齒輪之間不可能沒有摩擦力了吧?它不還是壹個動滑輪嗎?

另外,初中的杠桿原理與高中的力矩原理是差不多的,在力矩原理中,其實杠桿沒有說壹定那個點才叫支點,而是要求以任意點為軸心點的話,其正力矩與反力矩都應該大小相等。比如在動滑輪的實驗中,假如以滑輪的懸掛點為支點,壹樣可以對左右繩子的用力實施杠桿原理的計算,沒有問題。以杠桿上的任意壹點為支點都沒有問題。

比如壹個杠桿,壹端支在地面,上面離地三分之壹杠桿長度的地方掛壹個石頭,手在另壹端垂直地面向上用力,壹般的計算是以地面支點為支點,計算出手用力為三分之壹石頭重,但是有沒有想過地面的受力呢?這時就要以手那端為支點,應用杠桿原理,得出地面的受力大小為三分之二重力。

所以妳的誤區就在於:壹、杠桿不必要是動的;二、杠桿的支點不必要是不動的。