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。
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。
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。 。
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。
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。
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。
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。
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。
以斜面底部的O点为“支点”:
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:
F=f+Gsinθ
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。
若物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,则上式可改为:
F=Gsinθ+μGcosθ
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。
还有一个关于力臂的表示方法的问题。
我们先回顾一下力臂——力的作用线到支点的垂直距离。
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。
跟你一起走!