中考物理滑輪問題的考向分析及備考策略

摘 要：文章首先對(duì)中考物理中滑輪問題的考向進(jìn)行分析，接著對(duì)幾個(gè)難點(diǎn)問題提出相應(yīng)的備考策略，通過對(duì)有關(guān)滑輪組中考高頻考點(diǎn)的研究，總結(jié)滑輪問題的常見考點(diǎn)和題型，為學(xué)生備考提供有效的指導(dǎo)和建議．

關(guān)鍵詞：中考物理；滑輪問題；考向分析

中圖分類號(hào)：G632 ""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"""文章編號(hào)：1008-0333（2025）02-0112-03

收稿日期：2024-10-15

作者簡(jiǎn)介：馬永喜，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.

在中考物理中，滑輪問題一直是重要的考點(diǎn)之一．滑輪作為一種簡(jiǎn)單機(jī)械，其涉及的知識(shí)點(diǎn)包括力的作用效果、功和功率、機(jī)械效率等[1]．掌握滑輪問題的解題方法和技巧，對(duì)于提高中考物理成績(jī)具有重要意義．

1 中考物理滑輪問題的考向分析

滑輪問題一直是中考物理的重要考點(diǎn)．主要考查的方向有：滑輪的分類及特點(diǎn)，通過實(shí)際情境計(jì)算力的大小，有用功、總功及額外功的關(guān)系，機(jī)械效率的計(jì)算，滑輪組繞線問題，等等[2]．

1.1 不同繞線滑輪組的比較

例1 如圖1，將兩根完全相同的細(xì)繩用不同的繞法繞在兩個(gè)完全相同的滑輪上，忽略繩重和摩擦力，然后將同一重物勻速提升至相同高度，在這個(gè)過程中，下列說法正確的是（ "）

A．兩裝置中F1和F2大小相等

B．甲裝置比乙裝置所做有用功多

C．兩裝置繩自由端移動(dòng)的距離相等

D．兩裝置的機(jī)械效率相等

解析 由圖可知，甲裝置中動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)n1=2，乙裝置中動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)n2=3，不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，甲裝置中繩端的拉力F1=

1n1G物+G輪=12G物+G輪，乙裝置中繩端的拉力F2=1n2G物+G輪=13G物+G輪，由此可知F1＞F2，故A錯(cuò)誤；把相同的重物勻速提升相同的高度，有用功W有=Gh，所以做的有用功相同，故B錯(cuò)誤；繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh，甲裝置中繩端移動(dòng)的距離s1=2h，乙裝置中繩端移動(dòng)的距離s2=3h，故C錯(cuò)誤；將滑輪組提升相同的高度時(shí)所做的額外功一樣，以兩種不同方式繞線時(shí)，滑輪組做的總功相同，而η=W有W總×100%，可知機(jī)械效率相等，故D正確．

1.2 機(jī)械效率的計(jì)算

例2 某同學(xué)用如圖2所示的裝置進(jìn)行測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，記錄的數(shù)據(jù)如表1．

（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼上升．實(shí)驗(yàn)中若缺少刻度尺（能/不能）完成實(shí)驗(yàn).

（2）根據(jù)表1中數(shù)據(jù)可分析出第1次實(shí)驗(yàn)是用圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn).

（3）通過前兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多（動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機(jī)械效率.

（4）某同學(xué)再用第1次實(shí)驗(yàn)中使用的裝置做第3次實(shí)驗(yàn)，表中第3次實(shí)驗(yàn)中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為繩端移動(dòng)距離s=m，機(jī)械效率η=.（百分號(hào)前保留一位小數(shù)）

（5）比較第1次實(shí)驗(yàn)和第3次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組，，機(jī)械效率越高.

（6）如采用圖2丙裝置，改變動(dòng)滑輪重G，提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖3的圖像，分析圖像中的A點(diǎn)，被提升物體所受的重力G為N.（不計(jì)繩重和摩擦）

解析 （1）應(yīng)豎直向上拉彈簧測(cè)力計(jì)，讓鉤碼勻速上升，使裝置處于受力平衡狀態(tài)，并在拉動(dòng)過程中進(jìn)行讀數(shù)．實(shí)驗(yàn)中可不用刻度尺，只要測(cè)出被提起物體的重力G、作用在繩子自由端的拉力F，數(shù)出吊著動(dòng)滑輪的繩子的股數(shù)n，根據(jù)η=W有W總=GhFs=GhF·nh=GnF，即可求出滑輪組的機(jī)械效率．

（2）第一次實(shí)驗(yàn)和第二次實(shí)驗(yàn)鉤碼重力相同，所以第一次實(shí)驗(yàn)可能是圖2甲或者圖2乙.滑輪組機(jī)械效率η=W有W總=GhGh+G動(dòng)h=GG+G動(dòng)，可知鉤碼重G一定時(shí)，動(dòng)滑輪重G動(dòng)越小，滑輪組效率越高，第一次機(jī)械效率高于第二次機(jī)械效率，因此是用圖２甲所示裝置做的實(shí)驗(yàn)．

（3）第二次使用了兩個(gè)動(dòng)滑輪，第一次使用了一個(gè)動(dòng)滑輪，第二次的機(jī)械效率低于第一次的機(jī)械效率，可見，用不同繞線方式的滑輪組提升同質(zhì)量的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，機(jī)械效率越低．

（4）繩端的移動(dòng)距離s=n h=3×0.1 m=0.3 m，機(jī)械效率η=W有W總=GhFs=6 N×0.1 m2.4 N×0.3 m≈83.3%．

（5）第三次實(shí)驗(yàn)提升的物重大于第一次提升的物重，效率高于第一次，故使用同一滑輪組，提升的重物越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．

（6）忽略繩重和摩擦，則克服動(dòng)滑輪重力的功為額外功的唯一來源，由η=W有W總=GhGh+G動(dòng)h=GG+G動(dòng)和圖２丙可知，當(dāng)動(dòng)滑輪重為4 N時(shí)，機(jī)械效率為75%，則75%=GG+4 N，故被提升物體所受的重力G=12 N．

1.3 類“滑輪組”問題的處理

例3 如圖4所示，旗桿頂部的A裝置是滑輪，它的優(yōu)點(diǎn)是．小明和小杰兩同學(xué)分別握住兩根金屬桿（可認(rèn)為是光滑的），小陽將細(xì)繩的一端拴在左側(cè)的金屬桿上，再將細(xì)繩纏繞過兩金屬桿上，如圖5.小明和小杰保持一定距離并緊握金屬桿，小陽在B處拉住細(xì)繩的另一端，用較小的力就可將站著的兩位同學(xué)拉動(dòng)．由細(xì)繩和兩金屬桿組成的機(jī)械相當(dāng)于，實(shí)驗(yàn)說明．

解析 旗桿頂部的A裝置不隨旗幟一起升降，該滑輪為定滑輪，可以改變力的方向.從圖5的使用情況來看，一根金屬桿相當(dāng)于定滑輪，另一根相當(dāng)于動(dòng)滑輪，故兩根金屬桿和繩子組成的機(jī)械相當(dāng)于滑輪組；小陽在B處拉住細(xì)繩的另一端，用較小的力就可將站著的兩位同學(xué)拉動(dòng)，說明使用滑輪組可以省力.

2 中考物理滑輪問題的備考策略

2.1 扎實(shí)掌握基礎(chǔ)知識(shí)

第一，要熟悉滑輪的分類、特點(diǎn)和工作原理．理解定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組的實(shí)質(zhì)，掌握它們?cè)诹Φ淖饔眯Ч⒘Φ拇笮『头较虻确矫娴奶攸c(diǎn)．第二，要掌握力的分析方法．學(xué)會(huì)對(duì)物體進(jìn)行受力分析，明確物體所受重力、拉力、摩擦力等力的大小和方向．第三，要熟練掌握功、功率和機(jī)械效率的計(jì)算公式．理解功、功率和機(jī)械效率的概念，掌握它們的計(jì)算公式，并能夠靈活運(yùn)用這些公式解決實(shí)際問題．

2.2 多做練習(xí)題

通過做歷年中考真題，可以了解中考滑輪問題的命題規(guī)律和題型特點(diǎn)，熟悉中考的難度和要求．針對(duì)滑輪問題的不同考點(diǎn)和題型，做專項(xiàng)練習(xí)題可以加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，提高解題能力和技巧．在備考過程中，要定期做模擬試卷，模擬中考的考試環(huán)境和時(shí)間要求，提高答題速度和準(zhǔn)確率．

2.3 注重實(shí)驗(yàn)探究

中考可能會(huì)考查滑輪實(shí)驗(yàn)的操作步驟和注意事項(xiàng)．學(xué)生要熟悉滑輪實(shí)驗(yàn)的基本操作方法，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新思維．在實(shí)驗(yàn)過程中，要認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理．

2.4 總結(jié)解題方法和技巧

對(duì)于不同類型的滑輪問題，要總結(jié)相應(yīng)的解題方法和技巧．例如，對(duì)于求拉力大小的問題，可以根據(jù)繩子的段數(shù)和力的平衡條件進(jìn)行求解；對(duì)于求機(jī)械效率的問題，可以先確定有用功、額外功和總功，然后再計(jì)算機(jī)械效率．在解答滑輪問題時(shí)，要注意解題規(guī)范，包括書寫格式、單位換算等．同時(shí)，還要認(rèn)真審題，理解題意，避免因粗心大意而導(dǎo)致錯(cuò)誤．

2.5 培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和心態(tài)

第一，要建立錯(cuò)題本．將平時(shí)做練習(xí)題和模擬試卷中出現(xiàn)的錯(cuò)題整理到錯(cuò)題本上，分析錯(cuò)誤原因，并及時(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固．通過建立錯(cuò)題本，可以提高學(xué)習(xí)效率，避免重復(fù)犯錯(cuò)．第二，要定期復(fù)習(xí)．在備考過程中，要定期對(duì)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)，鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，提高解題能力．同時(shí)，要注意對(duì)易錯(cuò)點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)復(fù)習(xí)，突破學(xué)習(xí)瓶頸．第三，要保持良好的心態(tài)．學(xué)生在備考過程中可能會(huì)出現(xiàn)緊張、焦慮等情緒，要注意保持良好的心態(tài)，積極面對(duì)挑戰(zhàn)，相信自己的能力，以飽滿的熱情和信心迎接中考．

3 結(jié)束語

中考物理滑輪問題是一個(gè)重要的考點(diǎn)，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，題型也較為復(fù)雜．通過對(duì)中考物理滑輪問題的考向分析，學(xué)生可以了解滑輪問題的常見考點(diǎn)和題型，為備考指明方向，這會(huì)有效提高學(xué)生的解題能力和技巧，為中考取得好成績(jī)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．

參考文獻(xiàn)：［1］ 趙興如.初中物理滑輪類問題解題研究[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（初中版），2024（01）：58-60.

[2] 薛在升.例談初中物理滑輪與滑輪組受力問題的解題技巧[J].數(shù)理天地（初中版），2024（04）：4-5.

［責(zé)任編輯：李 璟］