定义 定滑轮是轴固定不动的滑轮,实质是等臂杠杆,能改变力的方向但不省力。
从哪来 本节为初二物理简单机械章节的起点,无前置知识点记录,直接基于生活经验引入。
为什么 定滑轮的轴心是支点,绳子两端分别施加动力和阻力。由于滑轮是圆形,动力臂和阻力臂都等于滑轮半径,根据杠杆平衡条件 $F_1L_1=F_2L_2$,因为 $L_1=L_2$,所以 $F_1=F_2$。它不改变力的大小,但通过改变绳子拉力的方向,让人可以站在更方便的位置施力。
讲法
适合:形象思维强、喜欢动手操作的学生
讲法:实物演示法
先展示一个固定在天花板上的滑轮,让学生尝试直接向上拉重物(很费力且姿势别扭),再让他们通过定滑轮向下拉重物(轻松且姿势自然)。让学生直观感受“力的大小没变,但方向变了,人舒服了”。强调“轴不动”这一核心特征。
讲法
适合:逻辑推理能力强、擅长抽象思维的学生
讲法:杠杆模型分析法
画出定滑轮的侧视图,标出支点 $O$(轴心)、动力作用点 $A$、阻力作用点 $B$。引导学生发现 $OA$ 和 $OB$ 都是半径 $R$。将滑轮“拆解”为一个绕轴转动的杠杆,利用 $F \times R = G \times R$ 推导出 $F=G$。强调其本质是“等臂杠杆”。
适合:空间想象力一般、容易混淆定滑轮和动滑轮的学生**
**讲法:对比记忆法**
制作一张对比表。左边写“定滑轮”,右边写“动滑轮”。
- **轴
定滑轮轴固定;动滑轮轴随物体移动。
-
实质:定滑轮是等臂杠杆;动滑轮是省力杠杆。
-
特点:定滑轮改变方向不省力;动滑轮省力不改变方向(且费距离)。
通过反复朗读对比,强化“轴动不动”是区分两者的唯一标准。