《如何設(shè)計(jì)滑輪組》的講授方法

摘要：職業(yè)院校的學(xué)生對(duì)滑輪組的設(shè)計(jì)問(wèn)題帶有一定的盲目性，他們往往糾結(jié)于繩子固定在哪、選擇幾個(gè)動(dòng)滑輪、幾個(gè)定滑輪、繩子應(yīng)該怎樣繞過(guò)每個(gè)滑輪才能滿足繩子的自由端和貨物移動(dòng)方向符合設(shè)計(jì)要求。面對(duì)這樣的問(wèn)題最好的解決方法就是：以下面三個(gè)問(wèn)題為線索設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，加以教師有序的引導(dǎo)和點(diǎn)撥來(lái)增加學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主動(dòng)性、獨(dú)立性和方向感，這樣既能很好地滿足學(xué)生強(qiáng)烈的心理需求，還能培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析能力，同時(shí)新奇、神秘而有趣的物理實(shí)驗(yàn)也能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì) 滑輪組 講授方法

1 如何確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)

首先讓學(xué)生設(shè)計(jì)只有一個(gè)動(dòng)滑輪的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道動(dòng)滑輪可以省力而且吊著動(dòng)滑輪的每根繩子拉力相等。再設(shè)計(jì)由動(dòng)滑輪和定滑輪組成的滑輪組，從而會(huì)發(fā)現(xiàn)繩子拉力的大小與吊著動(dòng)滑輪繩子的根數(shù)有關(guān)。并能確定被拉貨物的重力G與繩子所受拉力F的倍數(shù)關(guān)系N，在不考慮滑輪自身重力及摩擦力的情況下N=■，倍數(shù)N恰好等于吊著動(dòng)滑輪繩子的根數(shù)，不僅如此，還能由N確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)。當(dāng)N為偶數(shù)時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)為：■個(gè)，當(dāng)N為奇數(shù)時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)為：■個(gè)。

2 如何確定定滑輪的個(gè)數(shù)

先設(shè)計(jì)只有一個(gè)定滑輪的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道：定滑輪是不省力的，但可以改變力的方向。再設(shè)計(jì)由動(dòng)滑輪和定滑輪組成的滑輪組，從而可以確定定滑輪的個(gè)數(shù)由吊著動(dòng)滑輪繩子的根數(shù)N及繩子自由端與貨物移動(dòng)方向的關(guān)系確定。當(dāng)N為偶數(shù)時(shí)，若繩子自由端移動(dòng)的方向與貨物移動(dòng)方向相反，則定滑輪的個(gè)數(shù)與動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)相同為■個(gè)。若繩子自由端移動(dòng)的方向與貨物移動(dòng)方向相同，則定滑輪比動(dòng)滑輪少一個(gè)，為■-1個(gè)。當(dāng)N為奇數(shù)時(shí)，若繩子自由端移動(dòng)的方向與貨物移動(dòng)方向相反，則定滑輪比動(dòng)滑輪多一個(gè)，為■+1=■個(gè)。若繩子自由端移動(dòng)的方向與貨物移動(dòng)方向相同，則定滑輪與動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)相同，為■個(gè)。

3 如何確定繩子固定端的位置

先用一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成最簡(jiǎn)單的滑輪組，再不斷的增加定滑輪和動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，由多次的實(shí)驗(yàn)得知：繩子固定端的位置由吊著動(dòng)滑輪繩子的根數(shù)N的奇偶性確定，當(dāng)N為偶數(shù)時(shí)，繩子的固定端應(yīng)接在定滑輪的掛鉤或方框上，當(dāng)N為奇數(shù)是，繩子的固定端應(yīng)接在動(dòng)滑輪的掛鉤或方框上。

這樣一個(gè)滿足設(shè)計(jì)要求的滑輪組就設(shè)計(jì)好了。整個(gè)過(guò)程是始于對(duì)生活的認(rèn)識(shí)，以感知為基礎(chǔ)，有完整的從表象到本質(zhì)、從個(gè)別到一般的抽象概括過(guò)程。使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)和運(yùn)用到分析和解決問(wèn)題的科學(xué)思維方法，充分體現(xiàn)出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體作用。

以上是筆者的一點(diǎn)具體做法和體會(huì)，僅供同行們參考。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：吳文忠（1955-），男，江蘇無(wú)錫人，教師，高級(jí)講師。