滑轮受力分析
定滑轮动滑轮受力分析
定滑轮动滑轮受力分析一、定滑轮受力分析定滑轮是固定在某一位置，不随物体运动的滑轮。
当物体通过定滑轮提升时，定滑轮只起到改变力的方向的作用，不改变力的大小。
因此，定滑轮的受力分析相对简单。
（1）物体对定滑轮的作用力：物体通过绳子与定滑轮连接，物体对定滑轮的作用力等于物体的重力。
（2）绳子对定滑轮的作用力：绳子对定滑轮的作用力等于物体的重力，方向与物体对定滑轮的作用力相反。
（3）定滑轮对绳子作用力：定滑轮对绳子作用力等于物体的重力，方向与绳子对定滑轮的作用力相反。
2. 定滑轮受力分析的计算方法：（1）确定物体对定滑轮的作用力，即物体的重力。
（2）根据牛顿第三定律，确定绳子对定滑轮的作用力，即物体的重力。
（3）确定定滑轮对绳子作用力，即物体的重力。
二、动滑轮受力分析动滑轮是随物体运动的滑轮。
当物体通过动滑轮提升时，动滑轮不仅改变力的方向，还能改变力的大小。
因此，动滑轮的受力分析相对复杂。
（1）物体对动滑轮的作用力：物体通过绳子与动滑轮连接，物体对动滑轮的作用力等于物体的重力。
（2）绳子对动滑轮的作用力：绳子对动滑轮的作用力等于物体的重力，方向与物体对动滑轮的作用力相反。
（3）动滑轮对绳子作用力：动滑轮对绳子作用力等于物体的重力，方向与绳子对动滑轮的作用力相反。
2. 动滑轮受力分析的计算方法：（1）确定物体对动滑轮的作用力，即物体的重力。
（2）根据牛顿第三定律，确定绳子对动滑轮的作用力，即物体的重力。
（3）确定动滑轮对绳子作用力，即物体的重力。
3. 动滑轮受力分析的特殊情况：（1）当绳子与动滑轮的连接点位于动滑轮的轴心时，动滑轮的受力分析可以简化为定滑轮的受力分析。
（2）当绳子与动滑轮的连接点偏离动滑轮的轴心时，动滑轮的受力分析需要考虑绳子的张力、绳子的弯曲半径等因素。
三、定滑轮与动滑轮的受力分析对比1. 受力方向：定滑轮和动滑轮的受力方向相同，均为垂直于绳子的方向。
2. 受力大小：定滑轮和动滑轮的受力大小相同，均为物体的重力。
20-受力分析——滑轮问题-主视频
以上四式联立解得mB=m(sinθ ＋μ cosθ )
受力分析——滑轮问题 【解析】 再假设物体A处于将要下滑的临界状态，则物体A受的静摩擦力最大，且方向沿 斜面向上，根据平衡条件有：N-mgcosθ =0 ①⑤⑥⑦四式联立解得mB=m(sinθ -μ cosθ ) 综上所述，物体B的质量的取值范围是： m(sinθ -μ cosθ )≤mB≤m(sinθ ＋μ cosθ ) ⑤
受力分析——滑轮问题 例题1 如图所示，重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N的物体， 当绳与水平面成30°角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦，求： （1）地面对人的支持力N和摩擦力f的大小．
受力分析——滑轮问题 例题1 如图所示，重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N的物体， 当绳与水平面成30°角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦，求： （2）当人向后退一步后，人与重物重新保
则F多大才能产生相对滑动？
F
A
B
受力分析——滑轮问题 【解析】 （1）设A、B恰好滑动，则B对地也要恰好滑动，选A、B为研究对象，受力如 图，由平衡条件得： F=fB+2T
选A为研究对象，由平衡条件有
T=fA fA=0.1×10=1N （2）同理F=11N。
fB=0.2×30=6N F=8N。F NhomakorabeaA
T＋fm- mgsinθ =0 ⑥ 由摩擦力公式知：fm=μ N
⑦
值范围。
受力分析——滑轮问题 【解析】 先选物体B为研究对象，它受到重力mBg和拉力T的作用， 根据平衡条件有：T=mBg ①
再选物体A为研究对象，它受到重力mg、斜面支持力N、轻绳拉力T和斜面的摩
擦力作用，假设物体A处于将要上滑的临界状态，则物体A受的静摩擦力最大， 且方向沿斜面向下，这时A的受力情况如图（乙）所示，根据平衡条件有： N-mgcosθ ＝0 ② T-fm- mgsinθ ＝0 ③ ④ 由摩擦力公式知：fm=μ N
滑轮整体受力分析与分体分析
滑轮整体受力分析与分体分析1. 滑轮整体受力分析1. 滑轮整体受力分析滑轮整体受力分析是一种对滑轮结构整体受力进行分析的方法。
它旨在检测滑轮结构的受力状态，以及滑轮结构的受力特性，以便确定滑轮结构的受力能力。
滑轮整体受力分析可以帮助确定滑轮结构的受力范围，以及滑轮结构的受力特性，从而确定滑轮结构的受力能力。
滑轮整体受力分析的主要步骤包括：确定滑轮结构的受力特性；确定滑轮结构的受力范围；确定滑轮结构的受力能力；确定滑轮结构的受力状态；确定滑轮结构的受力分布。
滑轮整体受力分析可以帮助确定滑轮结构的受力范围，以及滑轮结构的受力特性，从而确定滑轮结构的受力能力。
此外，滑轮整体受力分析还可以帮助确定滑轮结构的受力状态，以及滑轮结构的受力分布，从而确定滑轮结构的受力能力。
2. 滑轮分体分析2. 滑轮分体分析滑轮分体分析是一种分析滑轮的构造，它可以帮助确定滑轮的各个部件的受力情况。
它的基本原理是，将滑轮分解为多个独立的部件，并分析每个部件的受力情况。
首先，需要确定滑轮的各个部件，包括轴承、轮毂、滑轮本体、螺栓和垫圈等。
然后，需要确定每个部件的受力情况，包括轴向力、径向力、摩擦力和弯矩等。
最后，需要根据受力情况来计算滑轮的受力总和，以确定滑轮的受力是否超出其规定的负荷限制。
滑轮分体分析可以帮助确定滑轮的构造，以及滑轮的受力情况，从而帮助优化滑轮的性能。
3. 滑轮受力分析方法滑轮受力分析方法是一种分析滑轮的受力情况的方法。
它分为整体受力分析和分体受力分析两种。
整体受力分析是指对滑轮整体进行受力分析，以确定滑轮的受力情况，以便进行后续设计。
分体受力分析是指对滑轮的每个部分进行受力分析，以确定滑轮的受力情况，以便进行后续设计。
整体受力分析的基本步骤是：首先，确定滑轮的受力情况，包括外力和内力；其次，确定滑轮的受力状态，包括压力、拉力和扭转力；最后，根据受力情况，确定滑轮的设计参数，包括材料、尺寸和颜色等。
分体受力分析的基本步骤是：首先，确定滑轮的每个部分的受力情况，包括外力和内力；其次，确定滑轮每个部分的受力状态，包括压力、拉力和扭转力；最后，根据受力情况，确定滑轮每个部分的设计参数，包括材料、尺寸和颜色等。
滑轮原理演示
示意图
定滑轮的杠杆原理
L2 L1
O L2 O
F2
F1
F2
L1=L2
L1=L2
特征：
1、绳子的一端被固定，滑轮是沿固定的绳 子滚动，所以与滑轮固定绳端的接触点是 支点；
2、滑轮的轴是可移动，此时变为受力点； 3、动力的方向基本与阻力的方向一致，基 本不能改变用力方向。
F1
4、由于阻力随滑轮一起移动，所以滑轮受 到的重力也是一部分阻力。
滑轮组至少需2 个滑 轮才能称做滑轮组。
3、既可以改变用力的方向，又可以 省力。
受力分析：
经实验分析表明，有几根绳 子在承担阻力，那么，动力就是 阻力的几分之一。（不计滑轮重 力和摩擦阻力）。
由于存在额外的阻力，所以 滑轮越多，效率就越低。
o
受力分析： 1、重物（阻力）是作用在滑轮轴 上的；所以阻力到支点的距离是 轮半径R； 2、动力作用在滑轮的绳子自由端， 动力到半径的距离最大为2R；根 据杠杆原理，不计滑轮的重力， 使用动滑轮最多省一半力。
F2 示意图
动滑轮的杠杆原理
F1 F1
O
L1
O
L2 F2
F2
L1 =2L2
ห้องสมุดไป่ตู้
特征：
1、由几个滑轮用不同方式组合起来 使用的叫滑轮组； 2、可以有定滑轮和动滑轮混合，也 可以全部是动滑轮；
作者：周立民
起重设备上的滑轮
特征：
1、轮的边缘有槽； 2、轴固定不动，； 3、利用绳索拉起重物， 或者说克服（阻力）； 4、能改变用力的方向。
o
受力分析：
1、同一条绳索上任一点受力大 小是相同的，
F1
F2
2、由于绳子能任意弯曲，所以 力方向可以改变； 3、我们把动力作用在绳子上的 一端叫做自由端，实验表明， 在匀速或静止状态下，动力和 阻力的大小是相同的。
滑轮 受力分析
• 3．如图所示，用一动滑轮拉一物体A以 0.5m/s的速度在水平面上匀速运动，物体A 重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍， 水平拉力F为2.5N，则在2S内拉力做的功 是______J，滑轮的机械效率是______ （不计滑轮重）
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• 4．如图所示，用滑轮组拉着一只木块P沿 水平面以0.5m/s速度向右运动，此时弹簧 测力计的读数为4N。若每只滑轮重1N，绳 与滑轮之间的摩擦及绳重不计，则该滑轮 组的机械效率为____，在2s内拉力F做的 功为_____ J。
• A．F1= F2 P1 = 3P2
• B．F2=210N P2= 35W
• C．F1= 3F2 P1 = P2
• D．F1=168N P1= 225W
图10
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（10-延庆二模）11．一位建筑工人要把建筑材料 运送到楼上，他使用了如图7所示的装置进行升降， 已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量为m2,人对绳 的拉力为F，吊篮在拉力作用下匀速上升了h，那么 有用功和滑轮组的机械效率分别为
• 2．图5所示是工厂里用来吊运货物的行车 滑轮组, 已知货箱重400N。某次作业时， 行车在钢丝绳的自由端用2000N的力，将 重6000N的货物匀速竖直提升3m，接着又 在水平方向移动6m。则行车在水平移动货 物的过程中，货物重力所做的功是 J； 在竖直提升货物的过程中，货物重力所做 的功是 J，行车滑轮组提升货物的机械 效率为 ，此装置的机械效率为 。
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6、（多选）如图10所示，滑轮组在拉力F1的作用 下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平 面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80% ，物体 A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为 P1 。若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以 0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动 ，拉力F2的 功率为P2 。滑轮自重和绳重忽略不计，则下列正 确的是
滑轮组系统受力分析图
滑轮组系统受力分析图1/3受力系统图示分析
（鉴于1/3系统所需拖拽力量较大，而且各部位连接件受力也大，所以尝试1/5系统）
产生的问题：
1.系统虽然绳索能够满足28KN的冲坠受力需求，但是一些器材，比如滑轮有些只标有5KN
左右的受力，所以在例如1/7的系统中几处滑轮如果用5KN的都不会安全。
也就是说只能用O型锁来代替最为妥当。
2.连接固定点的单向自动停制滑轮：以下的标示我不太明白什么意思，不知道是不是能满
足如1/7系统中固定点连接24KN的承受力。
只用作滑轮的工作负荷：2.5 kN x 2 = 5 kN
只用作滑轮的断裂负荷：10kN x 2 = 20 kN
用作自动制停滑轮的工作负荷：2.5 kN
用作自动制停滑轮的断裂负荷：4 kN。
滑轮受力分析
图2F甲乙GF 1F 3 图1同学们在遇到滑轮或滑轮组问题时，对滑轮及滑轮组的动力或阻力大小判断有时不知从何下手，本文就此问题希望能指点迷津，帮助同学们正确理解滑轮。
一、 一根绳子力相等无论是定滑轮、动滑轮还是滑轮组，只要在同一根绳子上，不管绳子有多长，也不管绳子绕过多少滑轮，绳子上的力总是相等的。
如图1，用定滑轮沿不同的方向提升重物，判断1F 、2F 、3F 的大小关系。
分析 要提起物体，绳子必须对重物施加向上的大小为G 的拉力，绕过滑轮，不论方向如何，拉力的力臂都是轮的半径，所以，拉力大小都等于被提起的物体的重力。
所以321F F F == 二、滑轮两边力平衡滑轮静止或做匀速直线运动时，滑轮受到相反方向上的合力相互平衡。
如图2用动滑轮匀速竖直提升重物，拉力F 与物体重G 的关系。
分析 不计滑轮重，动滑轮处于平衡状态，如图2甲，则 若动滑轮的重量为0G ，如图2乙，则02G G F += 即 )(210G G F +=下面就利用上面的结论解决有关滑轮的一些问题。
例1 如图3所示的装置处于平衡状态，若滑轮重、绳重以及摩擦均忽略不计，则1G 与2G 之比为（ ）A ．1∶1B ．2∶1C ．1∶2D ．1∶3分析 依据一个绳子力相等，每段绳子上受到的拉力都是F ，动滑轮处于平衡状态，所以2122G F G ==，即1G ∶2G =2∶1故选B 。
例2、如图4用用滑轮组允速拉动水平面上的物体，若所用的拉力FF FF图3fFF 3F图4为10N ，物体受到的摩擦力是多大？分析 根据一根绳子力相等，动滑轮对物体产生3F 的拉力， 物体做匀速直线运动，物体受到的摩擦力与3F 平衡，所以N F f 303== 。
例3 如图5所示的装置中，当人用力向右拉滑轮时，物体A 恰能匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为3N ，忽略滑轮、绳与测力计重及滑轮与轴间的摩擦，则人的拉力F 为（ ）A ．3NB ．4NC ．6ND ．8N分析 依据一根绳子所受拉力相等，弹簧测力计对动滑轮的拉力与对动滑轮的拉力都等于3N ，动滑轮做匀速直线运动，水平方向上受力平衡，所以，N N f F 6322=⨯==。
滑轮有限元分析-ANSYS FEM 大作业
滑轮有限元分析-ANSYS FEM 大作业1.问题描述某滑轮结果如下图所示,试分析结构在实际工作中的受力情况,并利用FEM类软件校核材料的强度是否满足要求。
其中天车最大钓钩载荷为3150KN，游动系统以及钢丝绳总重为150KN。
材料为Q345。
2.问题分析天车最大钓钩载荷为3150KN，游动系统以及钢丝绳总重为150KN，游车与天车选用6x7轮系，钢丝绳实际最大拉力F=（3150+150）/12=275KN。
滑轮受力图如下图所示，当钢丝绳两端拉力平行，滑轮受力最大为2F=550KN。
图1 滑轮受力分析滑轮上端面与绳索接触，所有滑轮外表面的上半面受力，且载荷不是均匀分析，而是按照正弦函数分析。
同时滑轮内表面的上半面受力，下半面为自由状态。
在有限元分析中，需要注意选择合适的边界条件和载荷加载。
有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。
利用简单而又相互作用的元素（即单元），就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的（较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件（如结构的平衡条件），从而得到问题的解。
因为实际问题被较简单的问题所代替，所以这个解不是准确解，而是近似解。
由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段3.求解步骤滑轮材料为Q345，根据API Spec 8C-2012第5版4.7规定滑轮的设计安全系数不小于3，所以滑轮的许用应力为115Mpa，其中弹性模量为2.1e11Pa，泊松比为0.3。
对滑轮结构进行有限元网格划分，滑轮存在较多倒角过度细节，所以采用四面体网格进行划分，对倒角圆孔区域进行局部加密，有限元网格模型如下图所示。
滑轮力的分析
其他简单机械拾遗各类复杂机械都是由简单机械组成的，简单机械在实际生活中有普遍的应用，较深切地了解各类简单机械的特点，是后续学习的需要，也是为能更好地效劳生活生产的需要。
一、识别滑轮类型滑轮工作时轴固定不动的是定滑轮。
滑轮工作时轴移动的是动滑轮。
例1 以下图中各滑轮别离是什么滑轮。
图1 图2【解析】滑轮工作时，甲滑轮的轴不是固定的而是随物体一路移动的，因此甲滑轮是动滑轮；乙滑轮的轴是固定不动的因此乙滑轮是定滑轮。
例2以下图中各滑轮别离是什么滑轮。
图3 图4【解析】图甲中A．B均为定滑轮；图乙中C为动滑轮，D为动滑轮。
二、准确把握两种滑轮的特点（注意动滑轮上动力作用的位置）分清理想情形和实际情形的异同：相同点是距离的定量关系不变；不同点是实际情形下要考虑摩擦、绳重和动滑轮的重力。
定滑轮不省力但能改变力的方向，不省距离也不费距离。
动滑轮省一半力但费一倍的距离（动力作用在绳索的自由端是这一结论成立的条件）。
省力或费力的含义是指利用简单机械时的动力与直接（徒手）工作时所需力的大小相较较而言的；一样省距离或费距离也是指利用简单机械时的动力移动的距离与直接（徒手）工作时所需时力移动距离的大小相较较而言的。
例如“利用动滑轮时费一倍的距离”确实是指利用动滑轮提升重物时加在绳索自由端的动力移动的距离是重物移动距离的二倍，动力多移动了一个物体的距离。
例3如图5所示，匀速提升同一重物升高相同的高度h，拉力F1，F2，F3的大小关系是；动力移动的距离s1．s2．s3的大小。
例4如图6，物体重10N，加在绳索自由端的拉力F=5。
2N，滑轮重 N。
例5如图7，滑轮重2N，动力F=22N，那么物体重G物= N；当物体升高h=10cm，那么动力F移动的距离s= 。
此装置中的滑轮是滑轮。
图5 图6 图7【解析】定滑轮不省力也不省距离，因此有F1=F2=F3； s1=s2=s3=h。
同时能够明白，用定滑轮提升一样重的物体，加在绳索自由端的拉力的方向改变，拉力的大小不变（图5）。
滑轮相关的受力分析
. .滑轮相关的受力分析一．选择题〔共7小题〕1．〔2012•义乌市〕如下图，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮〔不计绳与滑轮间的摩擦〕，木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计．当拉力F为5牛时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉力增大到10牛时，以下分析正确的选项是〔〕A．弹簧测力计的示数为20牛B．弹簧测力计的示数为0牛C．木板仍向右做匀速直线运动D．小木块将保持静止2．如下图，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动．运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N〔不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，〕．那么以下计算结果中，错误的选项是〔〕A．绳子自由端受到的拉力大小是100N B．人对地面的压力为400NC．人对地面的压力为250N D．绳子自由端运动速度是0.01m/s3．如下图滑轮组，所吊的货物重为490N，假设将货物拉上去，站在地面上的人的拉力至少为〔〕N〔不计滑轮重、绳重及摩擦〕．B．70N C．200N D．180NA．N4．如下图，滑轮组的下面挂一重1200N的木箱A，当拉力F增大到300N时，木箱仍静止在水平地面上，不计滑轮重，此时地面对木箱的支持力是〔〕A．1500N B．900N C．600N D．300N5．用如下图滑轮组拉起G=100N的重物，不计轮与轴的摩擦和滑轮的重力，拉力F为〔〕A．25N B．12.5N C．100N D．200N6．如下图，图中的甲、乙两个物体处于静止状态．甲、乙的密度之比ρ甲：ρ乙=2：1，质量之比m甲：m乙=4：5，且乙的质量为500g．假设不计绳重、轮重和摩擦，g取10N/kg，那么以下说确的是〔〕A．滑轮组静止时，甲受力平衡，乙受力不平衡B．甲、乙两个物体的体积比为8：5C．甲的重力为8ND．乙对地面的压力为3N7．如下图，物体A重80N，物体B重72N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动．如果在物体A上加一个水平向左的力，拉动物体A，使物体B以0.1m/s的速度匀速上升，那么此时拉力F及3s拉力F所做的功W分别是〔动滑轮重18N，绳重以及绳与滑轮之间的摩擦不计〕〔〕A．F=90N；W=27J B．F=60N；W=54J C．F=30N；W=27J D．F=60N；W=18J二．填空题〔共9小题〕8．如下图，长木板B放在粗糙水平面上，物块A放在长木板B上，细绳拴在A上，跨过定滑轮后又拴在B上．A的质量为2kg，B的质量为1kg．A、B之间的摩擦力为A重的0.2倍，现在B上施加一个大小为F=17N的水平拉力，恰好能使B向右匀速运动．由此可知长木板B的上外表受到的摩擦力大小为_________ N，方向水平向_________ ，下外表受到的摩擦力大小为_________ N．9．如下图装置中，长木板甲重20N，物体乙重10N．甲、乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连，当水平方向的拉力F的大小为6N时，长木板甲恰能在光滑的水平桌面上以v甲=2m/s，向左做匀速直线运动．不计滑轮处摩擦，绳子拉物体乙的功率是_________ W．10．如下图，重为500N的某人站在重为350N的木板上，木板成水平状态，整个装置在空中保持静止，每个滑轮自重为50N，不计摩擦和绳重，那么人对木板的压力大小为_________ N．11．如下图，质量为m=60kg的人站在轻质木板的O点上，木板可以绕B端上下转动，OA=2OB．要使木板静止于水平位置，人拉轻绳的力为_________ N，人对木板AB的压力为_________ N〔摩擦阻力不计〕．12．〔2009•〕如图是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图．当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A所受浮力为80N，小明对绳子竖直向下的拉力为F1，水平地面对小明的支持力为N1．当物体A有的体积露出水面且静止时，小明对绳子竖直向下的拉力为F2，水平地面对小明的支持力为N2．动滑轮所受重力为120N，小明所受重力为600N，N1：N2=13：12．不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，那么物体A所受重力为_________N．13．如下图，物体甲重12牛．乙重10牛，不计滑轮重时，那么A点受到的力是_________ 牛，B点受到的力是_________ 牛，物体甲对地面的压力是_________ 牛．14．如下图，OB：OA=1：2，物体甲重30N，动滑轮重9N，杠杆重、绳重、绳和滑轮之间的摩擦不计，人需要_________ N的力可以拉动物体甲匀速上升．15．如下图，是一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁的升降装置示意图，上端固定在楼顶．假设动滑轮质量为2.5kg，工作台质量为7.5kg，涂料和所有工具质量为20kg，工人师傅的质量为60kg，绳重及摩擦不计．当工作台停在距地面10m高处时，工人师傅对绳子的拉力为_________ N；假设工作台从距地面10m高处升到20m高处，工人师傅最少需要做_________J的功．〔取g=10N/kg〕16．如图，体重500N的人站在吊篮中，吊篮重力G=700N．要将吊篮匀速吊起，不计滑轮、绳重及摩擦．人至少要用_________ N的力拉绳．三．解答题〔共4小题〕17．如下图，用力F拉400 N的物体在水平地面上做匀速直线运动，重物以10 cm/s的速度移动，物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，假设不计滑轮的重及滑轮与绳的摩擦．〔1〕弹簧秤的示数为多大？拉力的功率为多大？〔2〕假设考虑滑轮的重及滑轮与绳的摩擦，实际拉绳子的力为32 N，那么滑轮组的机械效率为多大？18．用如下图的滑轮组从15m深的水池中〔水池面积很大，达几百平方米〕提起底面积为200cm2，高2m的圆柱形实心物体，该物体的密度为2.5×103kg/m3，力F作用的绳子所能承受的最大拉力为350N，问：〔1〕该物体所受的重力为多少牛？〔2〕物体浸没水中时匀速拉动绳子，绳子自由端的拉力多少牛？〔不计摩擦及滑轮重〕〔3〕物体以0.2m/s的速度匀速提起时，经多长时间绳子被拉断？〔取g=10N/kg〕19．在如下图中，物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，如果在物体A上加上一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B以0.1m/s的速度匀速上升，2s钟拉力F移动的路程是多少？假设物体A受到的摩擦力是物重的0.1倍，那么F最少是多大时才能使物体B静止在空中？假设物体B匀速上升，那么F最少应为多大？〔滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计〕20．如图是一种电梯构造的示意图，电梯厢在电梯井中沿，竖直通道上下运行．钢链的两端分别固定在电梯井顶部的一点和B点，刚时钢链绕过重15000N电梯厢下的滑轮而托起整个厢体E，又跨过电梯井顶部由电动机驱动并带有齿轮的轮轴C，在C和B之间吊起与动滑轮相连的配重D．电梯载重量为10人〔1人的质量按60kg计算，取g=10N/kg，忽略摩擦及钢链的质量〕．请答复：〔1〕配重的功能是什么？住电梯厢重和载重量的情况下，配重的质量最好是多大？〔2〕当电梯满载匀速上升时，A、B两点受到的拉力各是多大？滑轮相关的受力分析参考答案与试题解析一．选择题〔共7小题〕1．〔2012•义乌市〕如下图，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮〔不计绳与滑轮间的摩擦〕，木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计．当拉力F为5牛时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉力增大到10牛时，以下分析正确的选项是〔〕A．弹簧测力计的示数为20牛B．弹簧测力计的示数为0牛C．木板仍向右做匀速直线运动D．小木块将保持静止考点：二力平衡条件的应用；动滑轮拉力的计算。
滑轮组相关的简单受力分析、速度、距离关系 专题
滑轮组相关的简单受力分析、速度、距离关系专题第一部分考点解读初中阶段常见的滑轮组为水平或竖直情况，若题目涉及有关滑轮组的受力分析，那么条件必然是：不计绳重和轮与轴之间的摩擦。
受力分析是解决有关力的大小的一种很重要的方式，同学们一定要逐步掌握。
有关滑轮组的受力分析中，无论是水平情况，还是竖直情况，均习惯于选择动滑轮为受力分析对象，进行相应的受力分析，列出平衡方程，求解相关力的大小。
滑轮组中n值的确定：和动滑轮直接相连的绳子段数为n。
小知识：同一条绳子上拉力处处相同。
例如：图（1）图（2）图（3）图（4）第二部分对点训练1．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计。
则（）第1题第2题第4题A．手的拉力：F甲=F乙B．手的拉力：F甲<F乙C．手的拉力：F甲>F乙D．无法确定2．用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。
如果自由端的拉力F ＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。
下列说法中正确的是（）A．物体M受到的合力不为零B．物体M的重力为80NC．自由端移动的速度为0.2m/s D．天花板受到的拉力为90N3．用如图所示的装置提升同一物体，在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是（）A．B．C．D．4．如图所示，小海同学用滑轮组将重60N的物体匀速提高2m，用时10s，每个滑轮重是3N，绳重、摩擦不计，下列计算结果中，正确的是（）A．绳端移动的距离是4m B．绳端移动的速度是0.2m/sC．小海提起物体所用的力是20N D．小海提起物体所做的功是126J5．用如图滑轮组，在绳子的自由端施力，将重物匀速提高1m，重物重30N，每个滑轮重15N。
若不计摩擦与绳重，拉力为（）A．10N B．15N C．20N D．25N第5题第6题第7题6．如图，物体A重20牛顿，滑轮重2牛顿，物体B重12牛顿，则弹簧测力计的读数和A对地的压力为A．12牛顿，20牛顿B．26牛顿，8牛顿C．24牛顿，20牛顿D．24牛顿，8牛顿7．如图所示的滑轮组提升100N的重物，两个相同的滑轮的重力均为20N，不计绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（）A．自由端拉力F为40N B．若物体上移0.5m，则自由端移动1mC．顶部与定滑轮相连的绳子拉力为140ND．若自由端拉绳子的速度为0.2m/s，物体移动的速度为0.4m/s8．如图所示，不计滑轮和绳子的重力以及摩擦，重力为100牛的重物G位于水平地面上，在拉力F的作用下水平向左做匀速直线运动，已知拉力F大小为10牛，则水平地面对重物G 的滑动摩擦力大小为______牛，绳子A所受拉力大小为______牛。
滑轮中的受力分析
简介滑轮的受力分析是工程中的一个重要概念，因为它有助于了解使用滑轮时的受力情况。
滑轮是一种简单的机器，由一个沿圆周有沟槽的轮子组成，可用于提升或移动重物。
通过了解滑轮系统中的作用力，工程师可以设计出更高效和有效的机器。
本文将讨论滑轮的受力分析原理，以及如何将其应用于实际工程问题。
受力分析的定义受力分析是确定作用于物体或系统的力的过程。
就滑轮而言，它涉及分析作用在系统中每个部件上的力，如绳索、轮子和框架。
通过了解这些力，工程师可以确定移动一个物体需要多大的力，或者每个部件上施加了多少力。
然后，这些知识可以用来设计更高效和有效的机器。
力的类型作用于滑轮系统的力有两种类型：静态和动态。
静态力是那些无论运动与否都保持不变的力，如重力或部件之间的摩擦。
动态力是那些随着运动而变化的力，如绳子的张力或旋转产生的离心力。
在对滑轮系统进行受力分析时，必须考虑到这两种类型的力。
静态力分析静态力分析包括确定作用在滑轮系统每个部件上的静态力。
这包括重力、部件之间的摩擦（如轮子和框架之间），以及任何其他外部负载（如砝码）。
通过了解这些静力，工程师可以确定每个部件需要举起多少重量才能移动物体，或者需要从外部施加多少力才能发生移动。
动态力分析动态力分析包括确定作用于滑轮系统每个部件的动态力。
这包括由于运动引起的绳索张力（如提升物体时），旋转产生的离心力（如转动车轮时），以及任何其他动态负载（如风阻）。
通过了解这些动态力，工程师可以确定需要消耗多少能量才能发生运动，以及有多少能量由于部件之间的摩擦或其他来源而被耗散。
力分析的应用力分析在工程上有许多应用，特别是在设计使用滑轮提升或移动物体的机器时。
例如，通过了解作用在起重机系统（通常使用多个滑轮）每个部件上的静态和动态力，工程师可以设计出更有效的系统，与没有这种知识的情况相比，能量消耗更少，承载能力更大。
同样，通过了解作用在电梯系统（通常也使用多个滑轮）每个部件上的静态和动态力，工程师可以设计出更有效的系统，比没有这些知识的情况下减少能源消耗。
滑轮 受力分析
。
• 5．如图所示，物体A在拉力作用下沿水平 面匀速运动了一段距离S，试比较拉力F1、 F2及拉力所做的功W1、W2的大小（滑轮 重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。 下列说法正确的是（ ）。 • A、F2＝1/2F1 W1＝W2 • B、F2＝1/2F1 W1＝1/4W2 • C、F2＝1/4F1 W1＝W2 • D、F2＝1/4F1 W1＝1/4W2
图23
• （07年北京5分） 40. 如图19所示，质量为 70kg的工人站在水平地面上，用带有货箱的滑 轮组把货物运到高处。第一次运送货物时，放 入货箱的货物质量为160kg，工人用力F1匀速拉 绳的功率为P1，货箱以0.1m/s的速度匀速上升， 地面对工人的支持力为FN1。第二次运送货物时， 放入货箱的货物质量为120kg，工人用力F2匀速 拉绳，货箱以0.2m/s的速度匀速上升，地面对 工人的支持力为FN2，滑轮组机械效率为η2。 FN1与FN2之比为15：19。（不计 • 绳重及滑轮摩擦，g取10N/kg） • 求：（1）货箱和动滑轮的总质量m； • （2）功率P1； • （3）机械效率η2。
• 2．图5所示是工厂里用来吊运货物的行车 滑轮组, 已知货箱重400N。某次作业时， 行车在钢丝绳的自由端用2000N的力，将 重6000N的货物匀速竖直提升3m，接着又 在水平方向移动6m。则行车在水平移动货 物的过程中，货物重力所做的功是 J； 在竖直提升货物的过程中，货物重力所做 的功是 J，行车滑轮组提升货物的机械 效率为 ，此装置的机械效率为 。
图10
（10-延庆二模）11．一位建筑工人要把建筑材料 运送到楼上，他使用了如图7所示的装置进行升降， 已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量为m2,人对绳 的拉力为F，吊篮在拉力作用下匀速上升了h，那么 有用功和滑轮组的机械效率分别为
滑轮上绳受力分析
something
例
2-2常见的几种 力
如图绳索绕在圆柱上，绳绕圆柱张
角为 ，绳与圆柱间的静摩擦因数为 ，求
绳处于滑动边缘时,绳两端的张力 TA 和 TB 间 的关系(绳的质量忽略)．
O＇
FTB
FTA
1
解 取一小段绕 在圆柱上的绳
取坐标如图
ds 两端的张力T ，T dT ds 的张角d 圆柱对 ds 的摩擦力Fsmax 圆柱对 ds 的支持力 N
2
d / 2 d / 2
O＇
3
TA dT
d
T TB
0
TB TAe TB / TA e
若 0.25
TB / TA
π
0.46
2π
0.21
10 π 0.000 39
2-2常见的几种 力
O＇
TB
TA
m
F
4
结论：
2-2常见的几种 力
如绳的质量不忽略，绳有加
l
速度，绳各部分的张力不等 m＇ m
F
轻绳，绳和滑轮之间有摩擦， 绳各部分的张力不等
T2
T1
轻绳，滑轮质量不计，绳各 部分的张力相等
5
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2-2常见的几种 力
2-2常见的几种
力y
O ds x
d / 2 d / 2
O＇
O＇
TB
TA
2
2-2常见的几种
(T
dT ) cos
d
2
T
cos
d
2
力
Fsmax
0
(T dT )sind T sind N 0
2
2
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受力分析，求解平衡方程就能得出结论；在分析滑轮受力情况时应把握住两条原则:①同一根绳了各处拉力相等．②滑轮组平衡时作用在轴上的力为作用在轮上力的2倍。
如图3，不考虑动滑轮重力且不计摩擦，求F与G的关系
对图3的甲、乙、丙三个滑轮及物体G作受力分析如图4
由（l）（2）（3）解得F=G／7
六、指导学生根据滑轮组的实验完成综合实验习题
为使学生深刻理解滑轮组机械效率测定的有关问题，实验后有所收益，仅让学生写出实验报告、根据数据算出机械效率是远远不够的．真正掌握这个实验的
内容，指导学生做好实验习题是较好的措施。
下面是笔者发给学生的实验习题。
l．组装滑轮组时，为了准确、迅速地穿绕绳子应采取什么办法？
2．这个实验中给你一个定滑轮、一个动滑轮，还需要哪些实验材料？
3．选定上述器材后，画出最省力的实验装置图。
4．该实验中为什么要求钩码匀速上升？
5．实验中测量钩码上升的距离和弹簧移动的距离采取什么办法？注意什么事项？
6．有上面的滑轮组实验时，若增加所挂钩码的重力，滑轮组机械效率有无变化？为什么？
7．若改用两个定滑轮两个动滑轮组成的滑轮组进行实验，但要求所挂钩码重力和上面实验相同，滑轮组机械效率有无变化？为什么？
8．在动滑轮的下面不挂重物，拉动滑动组时，滑轮组机械效率是多少？为什么？
9．通过6、7、8题的分析，滑轮组的机械效率与什么有关？跟重物上升的距离有无关系？
10．根据上面的分析考虑如何提高滑轮组的绍机械效率？
11．请你设计出测定滑轮组机械效率实验的步骤、实验记录表。
七、指导学生掌握题目中有滑轮组出现且含有机械效率η的习题的计算方法
进行滑轮组机械效率的目的计算，在弄清力的关系、距离的关系、功的关系的基础上，利用公式η=W有用／W总，一般是会将题目顺序解答的。
对于滑轮组，无论考虑额外功、还是不考虑额外功，距离关系是定数。
对由一般绳子绕制而成的滑轮组，若动滑轮和重物由n股绳子承担，绳子自由端动力通过的距离S动是有用阻力通过距离S有用的n倍，即S动=nS有用。
力的关系视具体情况而定，不考虑额外阻力，且滑轮组带动物体匀速上升时绳子自由端的拉力跟物体总重的关系F=G／n，若滑轮组带动物体在水平面上做匀
速直线运动，则绳子自由端的拉力F与物体受到的摩擦力的关系为F=f（考虑额外阻力时F′=F／η（F′为考虑额外阻力时绳子自由端的拉力）。
功的关系为:W总=W有／η，W总=W有－W额
方法指导:含有机械效率η的题目，无论η已知还是未知，进行计算时都先从η入手。
据η=W有／W总得:W有=ηW总，而W总=FS，W有=F有·S有，代入得F有S有=ηFS，S与S有存在关系S=nS有，因此F有=n·ηF．
由此式看出，在此式的四个物理量中任知其中三个，通过一定步骤不难求得第四个物理量．。