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滑輪終結者:基于動量矩守恒原理,解析動滑輪特征與力位移關系

更新時間:2024-10-10 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

一、簡介6Ow物理好資源網(原物理ok網)

在上一個視頻中,我想我已經把滑輪問題解釋得很清楚了,而且還舉一反三,所以我將其命名為“滑輪終結者”。但事實上,不信的人還是不信。雖然視頻中沒有列出具體的計算公式,但已經明確表示,根據動量矩守恒定律,可以準確計算出人的手速與籠子及其自身的上升速度,這意味著可以準確計算出籠中人的手速。當你向上拉2米時,人體只上升1米。與此同時,籠子里的人只需要使用一半的力量就可以提升自己。正是根據力與位移的二重關系,判定該滑輪具有動滑輪的特性,是動滑輪。6Ow物理好資源網(原物理ok網)

高中物理滑輪問題6Ow物理好資源網(原物理ok網)

定滑輪?6Ow物理好資源網(原物理ok網)

我真的很難理解這些人。如果你不相信嚴肅的推理過程,你就必須相信自己狹隘的知識點。甚至有人嘲笑搬滑輪的人是傻子。他們甚至看到一個中學物理老師把所有的書都拿出來,說定滑輪就是定滑輪。初中水平,從書上理解定滑輪和動滑輪確實沒有問題。然而,許多問題都是開放式的。初中在強調滑輪定義的同時,也應該留有間隙,讓學生有一個開放的心態。6Ow物理好資源網(原物理ok網)

2. 抱怨6Ow物理好資源網(原物理ok網)

在開始之前,我需要抱怨一下我們的中學物理教學。這也是我教力學十年后的一些真實想法。工科專業最先接觸的力學課程是理論力學,包括靜力學、運動學、動力學。事實上,大部分概念在中學物理中已經涵蓋了。但是每一節課留學之路,尤其是前幾節課,都會很累。因為,我首先需要糾正我的中學物理習慣,我稱之為壞習慣。例如,在中學物理中,應力點畫在質心處。如果有一個指向左側的箭頭,則必須有一個指向右側的箭頭以顯示平衡。剛才提到的物理老師的教學方法其實就很說明問題。為了教學方便,將知識教條化,簡單地以滑輪是否運動來區分。然而,運動本身是相對的。我前段時間提到的慣性力和網友的各種臟話也是如此。如果過分堅持書本教條,扼殺學生的創造性思維,這實際上是學生的悲劇,更是中學教育的悲劇。6Ow物理好資源網(原物理ok網)

回到滑輪問題,無論是定滑輪還是動滑輪,你都可以有自己定義的屬性問題。但力和位移的性質不受您的定義限制。大多數學生都能理解省力的問題。實際施加的力是體重的一半。這是客觀事實。但還有很多同學還是不明白,為什么手拉2米天賦就上升1米。為此,我特地買了一個滑輪,今天就來測試一下,看看是否真的如此。6Ow物理好資源網(原物理ok網)

實驗設備6Ow物理好資源網(原物理ok網)

3、實驗過程6Ow物理好資源網(原物理ok網)

抱歉,我實在沒有條件做吊人的大滑輪實驗。我買了一個小滑輪,所以只能做類似的小實驗。實驗原理是一樣的。這是我制作的一個小鐵絲籠,里面有一個小橡皮泥人物。這個問題的關鍵其實在于小人之手。它無法實際移動手來拉繩子,所以我用戒指代替了它的手。繩子穿過這個環,就說明小人拿著繩子。 。從動作效果來看,我代表小人拉動下面的繩子,這和籠子里的小人自己拉繩子是一模一樣的。不過高中物理滑輪問題,力量不同。6Ow物理好資源網(原物理ok網)

高中物理滑輪問題6Ow物理好資源網(原物理ok網)

背景墻標記初始位置6Ow物理好資源網(原物理ok網)

我在背景墻上做了一個標記。這是籠子里人的初始高度。我們將使用籠子的底部作為測量的基礎。籃圈也為他設計得更短,這意味著他在俯臥時進行伸展運動,這使我們更容易標記距離。這是繩子末端的初始位置,這是向下10厘米的位置。一會兒我們就會拉低10厘米。籠子內人的初始抓握位置也需要在繩索上進行標記。好了高中物理滑輪問題,所有的設置都完成了,我開始往下拉到剛才標記的10cm位置,然后固定好。新的標記,我用藍色來代表,人的最終狀態,籠子底部的位置,繩子在箍里的位置。6Ow物理好資源網(原物理ok網)

高中物理滑輪問題6Ow物理好資源網(原物理ok網)

背景墻標記最終狀態6Ow物理好資源網(原物理ok網)

我們可以比較這些距離。籠子里的人上升了10厘米,另一端的繩子下降了10厘米,但穿過箍的繩子卻經歷了20厘米。如果里面有真人,那么繩子要經過他手的距離是20cm,也就是說籠子里的人需要拉動20cm的繩子。在這個問題中,運動的相對性體現得淋漓盡致。一旦你學會了理論力學,你就會真正理解它。我還可以舉個例子:兩個人向對方走去,他們的速度相同,那么兩個人之間的相對速度是人的速度的兩倍。在這個滑輪問題中,人體向上的速度與繩索向下的速度相同,因此兩者之間的相對速度是2倍的關系。6Ow物理好資源網(原物理ok網)

高中物理滑輪問題6Ow物理好資源網(原物理ok網)

2倍位移關系6Ow物理好資源網(原物理ok網)

4. 總結6Ow物理好資源網(原物理ok網)

希望中學物理不要太固執于書本。甚至有一句話:“以后這個知識點會變。”只要一句話就可以了。6Ow物理好資源網(原物理ok網)

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