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(每日一题)斜面的实质是杠杆(附答案)

更新时间:2024-04-17 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

今天有时间进群,发现老师们问了很多问题。 有些问题老师已经解答了,解释的也很完善。 关于“斜面的本质是杠杆”这个问题,我看了一下,没有找到统一的认识。 有老师找了一张图,如图所示,图中的推理似乎没有什么问题。 我想这大概就是没有老师反驳的原因吧。 有的老师又找到了一张图,如图所示,用别人的解题过程来说明问题。ThE物理好资源网(原物理ok网)

不管怎样,辩论是一件好事斜面是不是省力杠杆,表明老师在思考。ThE物理好资源网(原物理ok网)

我突然想起给学生讲课时说过的话。 我最近讲课很多,在课堂上几乎总是说这样的话:如果你遇到问题,不是你不知道这个问题,而是你不理解物理概念或物理概念。问题涉及的物理定律。 。ThE物理好资源网(原物理ok网)

也许是受到第二张图里所说的“根据课本知识……”的影响,我突然想起了上面的话。 我们看一下课本上对杠杆的定义,如图。ThE物理好资源网(原物理ok网)

显然斜面是不是省力杠杆,杠杆的显着特征就是它能够旋转,这也是我在之前的文章中反复提到FL作用的原因。 还有一点就是老师们常说的“杠杆五要素”——力量、动力臂、阻力、阻力臂、支点。ThE物理好资源网(原物理ok网)

比较一下杠杆的特性和要素,我们会发现,倾斜度和杠杆确实没有任何关系。 如果说有什么关系的话,那就是它们都是简单的机器。ThE物理好资源网(原物理ok网)

最本质的问题是,在杠杆问题中,我们研究的对象是杠杆,而在倾斜问题中,我们研究的对象是沿斜坡运动的物体。 不同的研究对象有不同的分类。ThE物理好资源网(原物理ok网)

事实上,在第一个图中,假设推理忽略了摩擦力,完整的力分析如图所示。ThE物理好资源网(原物理ok网)

以斜面底部的O点为“支点”:ThE物理好资源网(原物理ok网)

假设物体在拉力F的作用下沿斜面做匀速运动,将FN=Gcosθ代入上式可得:ThE物理好资源网(原物理ok网)

F=f+GsinθThE物理好资源网(原物理ok网)

如果老师们还熟悉高中物理的话,应该对上面的公式很熟悉。ThE物理好资源网(原物理ok网)

若物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,则上式可改为:ThE物理好资源网(原物理ok网)

F=Gsinθ+μGcosθThE物理好资源网(原物理ok网)

之所以得出上述结果,不仅仅是为了好玩,也是为了告诉老师,使用斜面并不一定省力。ThE物理好资源网(原物理ok网)

还有一个关于力臂的表示方法的问题。ThE物理好资源网(原物理ok网)

我们先回顾一下力臂——力的作用线到支点的垂直距离。ThE物理好资源网(原物理ok网)

因此,只要学生能表达出这个距离,不管是大括号还是双箭头,只要考官能明白是这个距离,就不会扣分——这就是教物理。ThE物理好资源网(原物理ok网)

跟你一起走!ThE物理好资源网(原物理ok网)

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