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滑轮终结者:基于动量矩守恒原理,解析动滑轮特征与力位移关系

更新时间:2024-10-10 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

一、简介RXs物理好资源网(原物理ok网)

在上一个视频中,我想我已经把滑轮问题解释得很清楚了,而且还举一反三,所以我将其命名为“滑轮终结者”。但事实上,不信的人还是不信。虽然视频中没有列出具体的计算公式,但已经明确表示,根据动量矩守恒定律,可以准确计算出人的手速与笼子及其自身的上升速度,这意味着可以准确计算出笼中人的手速。当你向上拉2米时,人体只上升1米。与此同时,笼子里的人只需要使用一半的力量就可以提升自己。正是根据力与位移的二重关系,判定该滑轮具有动滑轮的特性,是动滑轮。RXs物理好资源网(原物理ok网)

高中物理滑轮问题RXs物理好资源网(原物理ok网)

定滑轮?RXs物理好资源网(原物理ok网)

我真的很难理解这些人。如果你不相信严肃的推理过程,你就必须相信自己狭隘的知识点。甚至有人嘲笑搬滑轮的人是傻子。他们甚至看到一个中学物理老师把所有的书都拿出来,说定滑轮就是定滑轮。初中水平,从书上理解定滑轮和动滑轮确实没有问题。然而,许多问题都是开放式的。初中在强调滑轮定义的同时,也应该留有间隙,让学生有一个开放的心态。RXs物理好资源网(原物理ok网)

2. 抱怨RXs物理好资源网(原物理ok网)

在开始之前,我需要抱怨一下我们的中学物理教学。这也是我教力学十年后的一些真实想法。工科专业最先接触的力学课程是理论力学,包括静力学、运动学、动力学。事实上,大部分概念在中学物理中已经涵盖了。但是每一节课留学之路,尤其是前几节课,都会很累。因为,我首先需要纠正我的中学物理习惯,我称之为坏习惯。例如,在中学物理中,应力点画在质心处。如果有一个指向左侧的箭头,则必须有一个指向右侧的箭头以显示平衡。刚才提到的物理老师的教学方法其实就很说明问题。为了教学方便,将知识教条化,简单地以滑轮是否运动来区分。然而,运动本身是相对的。我前段时间提到的惯性力和网友的各种脏话也是如此。如果过分坚持书本教条,扼杀学生的创造性思维,这实际上是学生的悲剧,更是中学教育的悲剧。RXs物理好资源网(原物理ok网)

回到滑轮问题,无论是定滑轮还是动滑轮,你都可以有自己定义的属性问题。但力和位移的性质不受您的定义限制。大多数学生都能理解省力的问题。实际施加的力是体重的一半。这是客观事实。但还有很多同学还是不明白,为什么手拉2米天赋就上升1米。为此,我特地买了一个滑轮,今天就来测试一下,看看是否真的如此。RXs物理好资源网(原物理ok网)

实验设备RXs物理好资源网(原物理ok网)

3、实验过程RXs物理好资源网(原物理ok网)

抱歉,我实在没有条件做吊人的大滑轮实验。我买了一个小滑轮,所以只能做类似的小实验。实验原理是一样的。这是我制作的一个小铁丝笼,里面有一个小橡皮泥人物。这个问题的关键其实在于小人之手。它无法实际移动手来拉绳子,所以我用戒指代替了它的手。绳子穿过这个环,就说明小人拿着绳子。 。从动作效果来看,我代表小人拉动下面的绳子,这和笼子里的小人自己拉绳子是一模一样的。不过高中物理滑轮问题,力量不同。RXs物理好资源网(原物理ok网)

高中物理滑轮问题RXs物理好资源网(原物理ok网)

背景墙标记初始位置RXs物理好资源网(原物理ok网)

我在背景墙上做了一个标记。这是笼子里人的初始高度。我们将使用笼子的底部作为测量的基础。篮圈也为他设计得更短,这意味着他在俯卧时进行伸展运动,这使我们更容易标记距离。这是绳子末端的初始位置,这是向下10厘米的位置。一会儿我们就会拉低10厘米。笼子内人的初始抓握位置也需要在绳索上进行标记。好了高中物理滑轮问题,所有的设置都完成了,我开始往下拉到刚才标记的10cm位置,然后固定好。新的标记,我用蓝色来代表,人的最终状态,笼子底部的位置,绳子在箍里的位置。RXs物理好资源网(原物理ok网)

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背景墙标记最终状态RXs物理好资源网(原物理ok网)

我们可以比较这些距离。笼子里的人上升了10厘米,另一端的绳子下降了10厘米,但穿过箍的绳子却经历了20厘米。如果里面有真人,那么绳子要经过他手的距离是20cm,也就是说笼子里的人需要拉动20cm的绳子。在这个问题中,运动的相对性体现得淋漓尽致。一旦你学会了理论力学,你就会真正理解它。我还可以举个例子:两个人向对方走去,他们的速度相同,那么两个人之间的相对速度是人的速度的两倍。在这个滑轮问题中,人体向上的速度与绳索向下的速度相同,因此两者之间的相对速度是2倍的关系。RXs物理好资源网(原物理ok网)

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2倍位移关系RXs物理好资源网(原物理ok网)

4. 总结RXs物理好资源网(原物理ok网)

希望中学物理不要太固执于书本。甚至有一句话:“以后这个知识点会变。”只要一句话就可以了。RXs物理好资源网(原物理ok网)

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