距離中考只剩最后一個來月,九年級學生們刷過的物理題越來越多,可總有一類題,明明公式背得滾瓜爛熟,一上手卻都掉進坑里。就拿 下方這道滑輪組題來說,出錯率極高!很多同學看到 “滑輪組” 就條件反射套豎直方向的公式,結果一分沒拿到。今天我們就把這道 “坑王題” 拆解得明明白白,幫你避開中考物理的隱形陷阱!
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逐個拆解選項,把坑一個個挖出來
選項 A:滑輪組的機械效率為 50%?錯!
機械效率的核心是 “有用的功占總功的比例”,對于水平滑輪組,有用功是拉動物體克服摩擦力做的功,總功是彈簧測力計的拉力拉著繩子自由端做的功。
這里有兩個高頻錯誤:一是用物體的重力來算有用功,完全搞錯了方向;二是搞不清繩子自由端移動的距離和物體移動距離的關系,導致總功算錯。看題目里的滑輪組結構,拉物體的滑輪和中間的動滑輪,繩子的繞線方式決定了,繩子自由端移動的距離,是物體移動距離的 2 倍。這樣算下來, A 選項直接排除。
選項 B:動滑輪重為 100 牛?對!
這道題的第二個大坑,就是動滑輪的受力分析!很多同學數不清動滑輪上的繩子段數,也搞不清動滑輪的受力平衡。題目里的滑輪組,中間有一個動滑輪,它受到向上的兩段繩子的拉力,還有向下的兩個力:一個是拉著物體的拉力(等于摩擦力的大小),另一個就是動滑輪自身的重力。
因為題目說不計繩重和滑輪組內的摩擦,勻速運動時受力平衡,所以向上的兩個拉力的和,等于向下的拉力加上動滑輪的重力。彈簧測力計的示數是 200 牛,也就是每段繩子的拉力都是 200 牛,向上的兩個拉力加起來就是 400 牛;向下的拉力等于摩擦力,摩擦力算下來是 300 牛,所以動滑輪的重力就是 400 牛減去 300 牛,等于 100 牛。B 選項完全正確!
選項 C:繩子自由端拉力的功率為 20 瓦?錯!
繩子拉力的功率是總功除以時間,也可以用拉力乘繩子自由端的速度。這里很多同學會犯一個低級錯誤:把物體的速度當成繩子自由端的速度。物體 10 秒移動了 1 米,速度是每秒 0.1 米,可繩子自由端移動的速度,是物體速度的 2 倍,也就是每秒 0.2 米。用拉力乘繩子自由端的速度,算出來的功率根本不是 20 瓦,所以 C 選項是錯的。
選項 D:增大物重機械效率不變?錯!
很多同學對機械效率的變化規(guī)律一知半解,覺得水平滑輪組的機械效率和物重無關,這就錯了!咱們想,水平滑輪組的額外功,在這里主要是克服動滑輪重力做的功(因為不計繩重和摩擦),額外功是固定的;而有用功是克服摩擦力做的功,當物重增大時,物體和地面的摩擦力也會增大,有用功就會變大。總功是有用功加額外功,額外功不變,有用功變大,有用功占總功的比例就會變大,也就是機械效率會升高,所以 D 選項說效率不變,是錯的。
這道題之所以出錯率高,是因為它集中考查了水平滑輪組的核心易錯點。我們總結了 4 步解題流程,幫你避開同類陷阱:
- 1.分清有用功來源:
- 水平滑輪組的有用功是克服摩擦力做功,而非克服重力做功!先計算摩擦力,勻速狀態(tài)下繩子拉物體的力等于摩擦力。
- 2.數對繩子段數:
- 看清動滑輪上承擔拉力的繩子段數,明確繩子自由端與物體移動距離的倍數關系,避免搞反。
- 3.受力分析別漏項:
- 分析動滑輪受力時,要同時考慮向上的拉力、向下的拉力和動滑輪自身重力,勻速狀態(tài)下受力平衡。
- 4.掌握機械效率變化規(guī)律:
- 不計繩重和摩擦時,增大物重(即增大摩擦力)會使有用功增大,機械效率隨之升高,與豎直滑輪組規(guī)律一致。
中考前刷題,最怕的就是 “做一道錯一道,錯一道忘一道”,其實只要把每一道錯題的陷阱挖透,下次遇到同類題就不會再掉坑。
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