（原创）家庭实验室：小实验——探究滑轮组的特点
小实验——探究滑轮的特点
知识点链接：滑轮组
实验人：王新宇
实验器材：弹簧测力计、两块用线绑着的石块、若干单滑轮、若干双滑轮、绳子、一个吸盘、皮尺、贴有瓷砖的墙（为了固定吸盘）、水（使吸盘在墙上时更好的密封）、线
实验步骤：
1.把弹簧测力计调零。
2.用弹簧测力匀速拉动石块一上升5CM，并记录测力计读数，即为石块一重力。
（一）甲滑轮组实验
1.组装好如甲滑轮组，并穿上绳子。
2.用弹簧测力计在绳子的另一端匀速拉动绳子，使动滑轮一匀速上升5CM，测出动滑轮自身重力对实验结果的影响，因为动滑轮在上升过程中不稳定，上升时在动滑轮上挂上石块二，时它与动滑轮整体的重心降低，达到稳定状态。
3.在滑轮组上挂上石块一和石块二，用弹簧测力计竖直向下匀速拉动绳子，使滑轮石块整体上升5CM，观察测力计的读数及测力计运动的距离。
（二）乙滑轮组实验
1.组装好如乙滑轮组，并穿上绳子（这里有一个窍门，就是只要把甲滑轮组倒过来，把挂重物的一端挂在吸盘上，把挂在吸盘上的一端挂重物就可以了）。
2.用弹簧测力计在绳子的另一端匀速拉动绳子，使动滑轮一匀速上升5CM，测出动滑轮自身重力对实验结果的影响，因为动滑轮在上升过程中不稳定，上升时在动滑轮上挂上石块二，时它与动滑轮整体的重心降低，达到稳定状态。
3.在滑轮组上挂上石块一和石块二，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子，使滑轮石块整体上升5CM，观察测力计的读数及测力计运动的距离。
（三）丙滑轮组实验
1.把甲滑轮组的下方的单滑轮换成双滑轮，并穿上绳子。
2.用弹簧测力计在绳子的另一端匀速拉动绳子，使动滑轮一匀速上升5CM，测出动滑轮自身重力对实验结果的影响，因为动滑轮在上升过程中不稳定，上升时在动滑轮上挂上石块二，时它与动滑轮整体的重心降低，达到稳定状态。
3.在动滑轮上挂上石块一和石块二，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子，使滑轮石块整体上升5CM，观察测力计的读数及测力计运动的距离。
4.再用弹簧测力计改变拉动滑轮的方向，观察测力计读数的变化。
（四）丁滑轮组实验
1.组装好如丁滑轮组，并穿上绳子。
2.用弹簧测力计在绳子的另一端匀速拉动绳子，使动滑轮一匀速上升5CM，测出动滑轮自身重力对实验结果的影响，因为动滑轮在上升过程中不稳定，上升时在动滑轮上挂上石块二，时它与动滑轮整体的重心降低，达到稳定状态。
3.在动滑轮上挂上石块一和石块二，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子，使滑轮石块整体上升5CM，观察测力计的读数及测力计运动的距离。
4.再用弹簧测力计改变拉动滑轮的方向，观察测力计读数的变化。
（五）戊滑轮组实验
1.把丁滑轮组的的绳子固定端放到定滑轮上（这里有一个窍门，就是只要把丁滑轮组倒过来，把挂重物的一端挂在吸盘上，把挂在吸盘上的一端挂重物就可以了）。
2.用弹簧测力计在绳子的另一端匀速拉动绳子，使动滑轮一匀速上升5CM，测出动滑轮自身重力对实验结果的影响，因为动滑轮在上升过程中不稳定，上升时在动滑轮上挂上石块二，时它与动滑轮整体的重心降低，达到稳定状态。
3.在动滑轮上挂上石块一和石块二，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子，使滑轮石块整体上升5CM，观察测力计的读数及测力计运动的距离。
4.再用弹簧测力计改变拉动滑轮的方向，观察测力计读数的变化。
（六）己滑轮组实验
1.把乙滑轮组的上方的单滑轮换成双滑轮，并穿上绳子（也可以只要把丙滑轮组倒过来，把挂重物的一端挂在吸盘上，把挂在吸盘上的一端挂重物）。
2.用弹簧测力计在绳子的另一端匀速拉动绳子，使动滑轮一匀速上升5CM，测出动滑轮自身重力对实验结果的影响，因为动滑轮在上升过程中不稳定，上升时在动滑轮上挂上石块二，时它与动滑轮整体的重心降低，达到稳定状态。
3.在动滑轮上挂上石块一和石块二，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子，使滑轮石块整体上升5CM，观察测力计的读数及测力计运动的距离。
4.再用弹簧测力计改变拉动滑轮的方向，观察测力计读数的变化。
实验过程照片：
实验数据：
注：因为实验器材（指弹簧测力计）是网购的，精确程度不是很高，所以有的数据因为不够精确，不能完全反应规律。
实验结论：
1.由乙和己、丙和戊可以看出排除滑轮的影响后移动石块一所需的拉力与定滑轮绳子股数无关。
2.由表格可以看出动滑轮绳子股数×排除滑轮的影响后移动石块一所需的拉力=石块一的重力。
3.有表格可以看出排除滑轮的影响后移动石块一所需的拉力×测力计移动的距离是一个定值，都是0.16焦耳，可以得出理想的任何滑轮组都不能省功。
实验反思：
1.在这个实验中要注意弹簧测力计不能和滑轮直接接触，这样它们之间会产生摩擦力，影响测量结果。
2.实际的滑轮、滑轮组和理想的滑轮、滑轮组有这很大的区别，滑轮重力等因素都会影响测量，应先把这些量测出来，以免影响实验结论。
3.在这个实验刚开始的时候，我本来想把滑轮，滑轮组固定在铁架台上进行实验的，但是因为石块的运动轨迹是竖直的，想测量石块的运动轨迹长度就必须保证刻度尺（皮尺）是竖直的，但是这比较难做到，我也没有那么高的技术，所以，我把实验改在墙上进行，墙是竖直的，那么刻度尺（皮尺）紧贴在墙上，自然是竖直的了,更方便测量，可以减小误差。
4.在滑轮组的实验中，有一些窍门，比如甲乙，丁戊，丙己这三组滑轮组都是相互颠倒的，只要倒过来就是对方，这样可以省去大量的装卸滑轮的时间。
实验疑问：潘老师，是否如果匀速且不改变方向的用测力计拉动绳子时，就会出现像去年期中考试卷子的最后一个作图题一样？
那个题上物体在滚带上和滚带一起匀速直线运动，它一开始是因为受到摩擦力才和滚带一起运动，但达到和滚带一样的速度时摩擦力消失，物体因为惯性前进。
这里是否滑轮和绳子一起匀速运动，绳子两边受到的测力计的拉力和石块的重力二力平衡，合力为零，绳子因为惯性继续运动，所以摩擦力消失，不会影响实验结果呢？
5月14日
教师点评：新宇，首先对于你进行的这两个实验探究给予大赞！你的实验探究过程非常缜密，思维非常独特新颖，尤其是能够及时根据实验操作进行及时改进——把实验改在墙上进行。这是非常有创意的实验改进。
再者，你在探究滑轮组的特点时，前后进行了六组实验，不仅探究出了滑轮组的特点，并且还自主探究出了一些拓展性的知识点，例如：机械效率、功的原理的相关知识。这一点真的值得大家好好学习借鉴。
你在最后谈到的那个问题很有价值，在此为你做出如下解答：那道期中试题和你在实验中的现象是一样的，物体都在在做匀速直线运动，不过其本质是不一样的：前者的本质是物体不受力，物体利用自身的惯性维持这种匀速直线运动状态；而你在实验操作的时候，物体匀速上升是由于受力平衡，绳子因为惯性继续运动，但摩擦力并没有消失。这两个现象其本质是不一样的，希望认真分析，不要混淆。
在这里，聆听一线草根教师的教育心声！
潘书朋：中学物理教师，扎根乡村教育24年，任教毕业班16届，山东省“互联网+教师专业发展”工程教育科研方法专题工作坊主持人，《校长principal》执行总编，北京睿师育人教育科技研究院特聘研究员，全国本真教育研究会核心成员、先进个人，《当代教育家》个性教师，烟台市初中物理学科德育专家，多次获市优质课、示范课，地级优质课，曾获市教学能手，市教学工作先进个人，市先进教研组长，山东省远程研修优秀学员、优秀研修组长等荣誉称号。在《光明日报》、《教育家》、《当代教育家》、《中国教师报》、《中国教师》、《中学物理》、《中学生报》、《山东省教师教育网》、《新课程评论》、《教学管理与教育研究》等国家、省级刊物、教育网站上发表教育教学论文50余篇，《让物理教学回归实验室》等多篇论文被中国人民大学复印报刊资料收录，多次为市教学工作会议提供经验交流，多次在各地进行教育教学的公益讲座。多年来一直致力于“让物理教学回归实验室”的课题研究，所申报的教育部教师科研基金“十二五”规划重点课题子课题荣获教育科研成果一等奖。入选《星教师》“中学物理化学生物年度创新教学设计TOP15”，荣获中国STEM教育协作联盟评选的“首届中国最美科学教师专家提名奖”。
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