《滑轮力的分析》
滑轮的受力分析
16.用如图所示的滑轮组从 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,已知该物体 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)
例 14.如图所示,置于水平桌面上的物体 A 重 490N,物体 B 重 294N,物体 B 在匀速下降了
40cm 的过程中,拉动物体 A 在水平桌面上匀速移动了一段距离;若用一水平向左的力 F 拉
动物体 A,使物体 A 在 5s 内匀速移动 0.5m(不计动滑轮、
绳 重 以 及 滑 轮 轮 轴 间 摩 擦 ), 则 下 列 说 法 正 确 的 是
(
)
A
A、拉力 F 为 294N,拉力 F 的功率为 29.4W
B、拉力 F 为 147N,拉力 F 的功率为 14.7W
C、物体 A 与桌面的滑动摩擦力为 294N
B
D、绳子拉力对物体 B 所做的功为 73.5J
10.如图所示,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,则此时拉力 F 及
3s 内拉力 F 所做的功 W 分别是(已知动滑轮重 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
滑轮受力分析
图2FF甲乙GF 1 F 2F 3图1九年级物理分解受力训练题及问案分解之阳早格格创做共教们正在逢到滑轮或者滑轮组问题时,对于滑轮及滑轮组的能源或者阻力大小推断偶尔没有知从何下脚,原文便此问题期视能指面迷津,助闲共教们精确明白滑轮.一、 一根绳子力相等无论是定滑轮、动滑轮仍旧滑轮组,只消正在共一根绳子上,没有管绳子有多少,也没有管绳子绕过几滑轮,绳子上的力经常相等的.如图1,用定滑轮沿分歧的目标提高沉物,推断1F 、2F 、3F 的大小闭系.分解 要提起物体,绳子必须对于沉物施加进取的大小为G 的推力,绕过滑轮,没有管目标怎么样,推力的力臂皆是轮的半径,所以,推力大小皆等于被提起的物体的沉力.所以321F F F ==二、滑轮二边力仄稳滑轮停行或者干匀速曲线疏通时,滑轮受到差异目标上的合力相互仄稳.如图2用动滑轮匀速横曲提高沉物,推力F 取物体沉G 的闭系.分解 没有计滑轮沉,动滑轮处于仄稳状态,如图2甲,则G F =2 即G F 21=若动滑轮的沉量为0G ,如图2乙,则02G G F += 即 )(210G G F +=底下便利用上头的论断办理有闭滑轮的一些问题. 例1如图3所示的拆置处于仄稳状态,若滑轮沉、绳沉以及摩揩均忽略没有计,则1G 取2G 之比为( )A .1∶1B .2∶1C .1∶2D .1∶3分解 依据一个绳子力相等,每段绳子上受到的推力皆是F ,动滑轮处于仄稳状态,所以2122G F G ==,即1G ∶2G =2∶1故选B.例2、如图4用用滑轮组允速推动火仄里上的物体,若所用的推力F 为10N ,物体受到的摩揩力是多大?分解 根据一根绳子力相等,动滑轮对于物体爆收3F 的推力, 物体干匀速曲线疏通,物体受到的摩揩力取3F 仄稳,所以N F f303==.例3如图5所示的拆置中,当人用力背左推滑轮时,物体A 恰能匀速曲线疏通,此时弹簧测力计的读数为3N ,忽略滑轮、绳取测力计沉及滑轮取轴间的摩揩,则人的推力F 为( )F FF图3fFF 3F图4ff图5A .3NB .4NC .6ND .8N分解 依据一根绳子所受推力相等,弹簧测力计对于动滑轮的推力取对于动滑轮的推力皆等于3N ,动滑轮干匀速曲线疏通,火仄目标上受力仄稳,所以,N N fF 6322=⨯==.例4用如图6所示的拆置匀速推起沉为G 的物体(没有计摩揩、滑轮沉及绳沉),供推力F 取G 的闭系. 分解 依据一根绳子力相等,滑轮二边力仄稳,正在图中标出各绳子所受8,有G F =4,所以,G F 41=.例5 如图7,动滑轮沉5N ,物体G 的沉量为15N ,用力F 使物体匀速降高,供所用力F 的大小(没有计摩揩).分解 如图,根据共一根绳子受力相等,标出各绳子所受力,以滑轮为钻研对于象,再依据滑轮所受力仄稳,有N N N G G F 35515220=+⨯=+=.例6 如图8所示,正在忽略滑轮自沉战摩揩的情况下,当滑轮仄稳时,推力=F G .分解 根据每个滑轮上绳子所启受力的特性,正在图上标出每一股绳子所启受力的大小.物体受到的总的推力是F 7,物体处于仄稳状态,所以G F =7,即G F 71=.由上头的例题不妨瞅出,正在推断滑轮或者滑轮组的省力或FF G2F2F 图6GG 0图72F2FG图8F4F 4F者劳累情况时,先从能源端进脚,依据滑轮二边力相等,逐个分解滑轮的受力情况,末尾根据力的仄稳,得出论断.。
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。
滑轮受力分析
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。
中考物理总复习 滑轮中的受力分析(无答案)word版-2019~2020学年度
滑轮中的受力分析【知识要点】1.【例题1】【练习】1.【例题2】如图6所示,物体A重20N,滑轮重1N,绳重不计,弹簧秤示数为25N,则物体B的重为_________N。
【例题3】如图3所示,若重为200N的物体A在水平桌面上向右做匀速直线运动时,弹簧测力计的读数为20N,则B的重力为______N,A与水平桌面间的摩擦力是_______N.若物体A在水平桌面上向左做匀速直线运动,需施加拉力为______N。
(不计动滑轮重及绳子与轮的摩擦)【例题4】如图4所示的两组装置中,不计滑轮重和绳重及摩擦力,当物体重为G时,求绳端拉力F。
【例题2】如图2所示,滑轮重及滑轮摩擦不计,物体A和B都处于静止状态。
下列几种说法中正确的是()。
A.两物体重力的大小关系是G1=2G2. B.A物体受到的摩擦力的大小f A=2G2.C.A物体所受的合力的方向是向右的.D.A物体受到三个力的作用,B物体受到两个力的作用.【例题2】如图5所示,绳及滑轮重不计,滑轮转动时的摩擦不计。
物体A重800N、B重l00N,B在运动时受地面的摩擦力是f B=20N。
当拉力F=200N时,物体A以3m/s的速度沿水平面匀速运动。
求:(l)物体B运动的速度;(2)物体A所受的摩擦力f A。
【练习】3.如图7所示,不计滑轮重,G1=100牛,G2=500牛,若弹簧秤上的读数为F1,物体G2对地面的压力为F2,则()A.F1=200牛,F2=400牛 B.F1=300牛,F2=300牛C.F1=400牛,F2=300牛 D.F1=600牛,F2=400牛4.如图8所示,滑轮重1N,悬挂在弹簧秤下端,作用在绳端的拉力F是2N,物体G重100N,则弹簧测力计的示数是_________N,水平地面受到物体G的压力是_________N.(不计摩擦)5.如图9所示,动滑轮右边绳子固定,左边悬挂物体A,动滑轮受拉力F作用将物体A匀速提高2m,则动滑轮升高_______ m,动滑轮这种使用方法的好处是_______(填“省力”或“省距离”).6.如图10所示,在竖直向上大小为10N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升。
滑轮知识点总结及例题
滑轮知识点总结及例题滑轮是一种简单机械,可以改变施加力的方向和大小。
它通常由一个轮子和固定在轮子上的轴组成。
滑轮通常被应用在机械系统中,用来转移力量或者改变力的方向。
滑轮的原理:滑轮的原理是利用固定的轴和转动的轮子,来改变力的方向和大小。
当一个力施加在滑轮上时,滑轮会转动,并传递力量到绑着绳子的物体上。
利用滑轮,我们可以改变物体的移动方向或者改变力的大小。
滑轮的类型:1. 固定滑轮:固定在一个支架上,不会移动。
当力施加在绳子上时,滑轮不会移动,只会改变力的方向。
2. 活动滑轮:能够移动的滑轮,通常绑着绳子。
当力施加在绳子上时,滑轮会移动,改变力的方向和大小。
滑轮的力的分析:1. 如果滑轮上只有一个绳子,那么施加的力和物体的重量相等。
2. 如果滑轮上有多个绳子,那么力的大小取决于绕在滑轮上的绳子的数量。
每增加一条绳子,力的大小就减小一半。
滑轮的应用:1. 提升机械:用滑轮和绳子构成的提升系统可以提升重物,如建筑材料、货物等。
2. 汽车发动机:使用滑轮和皮带传动系统来提供引擎的动力。
3. 健身器材:利用滑轮来提供拉力,用于健身器材中。
滑轮的例题:1. 有一个重量为100N的物体需要提升到5米的高度,一台只有一个滑轮的提升机械可以使用吗?如果使用,需要施加多大的力?解答:使用一台只有一个滑轮的提升机械可以提升物体。
施加的力等于物体的重量,所以需要施加100N的力。
2. 一台提升机械需要提升一个重量为500N的物体,机械上有两个滑轮,每个滑轮上都绕着绳子。
施加的力要多大?解答:使用两个滑轮的提升机械,施加的力等于物体的重量的一半,所以需要施加250N的力。
3. 一台汽车的发动机需要提供600N的扭矩,发动机上的滑轮和皮带传动系统可以实现吗?解答:可以实现。
根据力的分析,只要滑轮和皮带传动系统能够提供600N的力,就可以满足发动机的需求。
4. 一辆汽车的皮带传动系统上有三个滑轮,施加在皮带上的力是300N,需要提供的力是多少?解答:根据滑轮的力的分析,三个滑轮能够提供的力是施加在皮带上力的三倍,所以需要提供900N的力。
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。
作用在动滑轮轮轴上的受力分析
.作用在动滑轮轮轴上的受力分析一.选择题(共12小题)1.如图所示,不计滑轮质量及转动摩擦,当水平拉力F=30N时,物体m恰能沿水平作匀速运动.则地面对物体m的阻力f大小是()2.如图所示滑轮沿水平方向匀速拉动物体A,若拉力F=1000N,则物体A与水平桌面的摩擦力为(滑轮重和轮和绳的摩擦不计)()3.如图所示,物重20N,绳的一端拴在地上,用力F使滑轮匀速上升2m,则()(不计轮重、绳重及摩擦)4.如图所示,用力F拉着滑轮,使重200N的物体A以0.2m/s的速度,在水平地面上匀速运动.弹簧测力计的示数为5N.不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦,则下列叙述正确的是()5.(2010•南昌)如图所示,在竖直向上大小为10N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为()6.(2009•孝感)如图所示,在竖直向上的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知A的重力G=100N,重物A上升速度为0.2m/s,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为()7.如图所示,B物体重20N,A为动滑轮,绳子一端固定在地上,当滑轮A在力F的作用下,以0.5m/s的速度匀速上升,则物体B 的速度是()8.如图所示,物体A重20牛,滑轮重1牛,弹簧秤的示数为25牛,则物体B重()9.如图所示,摩擦不计,滑轮重2N,物重10N.在拉力F的作用下,物体以0.4m/s的速度匀速上升,则()10.如图所示,G=80N,在力F的作用下,滑轮以0.4m/s的速度匀速上升,不计摩擦及滑轮重,则物体的速度和力F的大小分别是()11.如图,弹簧秤下挂有一定滑轮,定滑轮重为1N,A、B处于静止状态,G A=10N,G B=100N,则弹簧秤的示数为()12.重力均为1N的A、B滑轮如图所示组装,重物G重20N,绳端拉力为F.若不计摩擦,在匀速提起重物时,下面结论中正确的是()13.如图所示,在水平拉力F的作用下物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为10N,则物体A与水平桌面的摩擦力大小为_________N,拉力F的大小为_________N.14.如图,A物体重500N,要使动滑轮匀速上升3m,力F应等于_________N,这时A物体上升_________m(滑轮重、绳重及摩擦不计),若动滑轮重为50N(绳重及摩擦不计),力F使动滑轮以0.4m/s速度匀速上升,则F为_________N,物体A上升的速度为_________m/s.15.如图所示,用100N的水平拉力作用在滑轮上,使物体A以2m/s的速度前进了4m,则物体A受到地面的摩擦力f=_________拉力F的功率为_________W(不计轮重及轮与绳间的摩擦).16.如图所示,用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动,A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍,若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦,则B与地面间的摩擦力为_________N.17.如图所示的装置中,若物体G重80N,弹簧秤示数为4N,则物体匀速前进时所受阻力为_________N,拉力F为_________ N,若物体以10cm/s的速度匀速前进4s,则拉力所做功率为_________W.(不计摩擦及绳重)18.如图所示的装置,在水平方向力F作用下,使重40N的物体A在水平方向上匀速移动5m,已知A受地面的摩擦力为5N,则拉力F的大小为_________N,拉力F做的功为_________J.(滑轮、绳重及绳之间的摩擦不计)19.如图所示,物体B重30N,A为一动滑轮,绳的一端固定在地面上,不考虑滑轮重及摩擦力,当滑轮在力F的作用下匀速上升0.5m 时,所用拉力F为_________N,物体上升的距离为_________m.20.如图,在拉力F作用下,物体A以5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数为3N,滑轮的机械效率为75%.求:(1)物体A受到的摩擦力f和拉力F的大小;(2)拉力F在4s内做的功和拉力F的功率.21.如图,物体A重为100N,在力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计示数为2N,动滑轮移动速度为0.1m/s,不计绳与滑轮间摩擦以及滑轮和弹簧测力计的重量.求(1)物体A所受的摩擦力;(2)物体A移动5s的距离;(3)拉力F在5s内所做的功.22.如图所示,物重G=30N,绳的一端拴在地面,拉力F使滑轮匀速上升.(1)若滑轮重不计,滑轮向上移动20cm,则拉力F=_________N,物体上升_________cm.(2)若滑轮重为2N,使物体上升20cm,则拉力F=_________N,滑轮向上移动_________cm.作用在动滑轮轮轴上的受力分析参考答案与试题解析一.选择题(共12小题)1.如图所示,不计滑轮质量及转动摩擦,当水平拉力F=30N时,物体m恰能沿水平作匀速运动.则地面对物体m 的阻力f大小是()2.如图所示滑轮沿水平方向匀速拉动物体A,若拉力F=1000N,则物体A与水平桌面的摩擦力为(滑轮重和轮和绳的摩擦不计)()f=F=3.如图所示,物重20N,绳的一端拴在地上,用力F使滑轮匀速上升2m,则()(不计轮重、绳重及摩擦)4.如图所示,用力F拉着滑轮,使重200N的物体A以0.2m/s的速度,在水平地面上匀速运动.弹簧测力计的示数为5N.不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦,则下列叙述正确的是()5.(2010•南昌)如图所示,在竖直向上大小为10N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为()6.(2009•孝感)如图所示,在竖直向上的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知A的重力G=100N,重物A上升速度为0.2m/s,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为()7.如图所示,B物体重20N,A为动滑轮,绳子一端固定在地上,当滑轮A在力F的作用下,以0.5m/s的速度匀速上升,则物体B的速度是()8.如图所示,物体A重20牛,滑轮重1牛,弹簧秤的示数为25牛,则物体B重()9.如图所示,摩擦不计,滑轮重2N,物重10N.在拉力F的作用下,物体以0.4m/s的速度匀速上升,则()10.如图所示,G=80N,在力F的作用下,滑轮以0.4m/s的速度匀速上升,不计摩擦及滑轮重,则物体的速度和力F的大小分别是()11.如图,弹簧秤下挂有一定滑轮,定滑轮重为1N,A、B处于静止状态,G A=10N,G B=100N,则弹簧秤的示数为()12.重力均为1N的A、B滑轮如图所示组装,重物G重20N,绳端拉力为F.若不计摩擦,在匀速提起重物时,下面结论中正确的是()二.填空题(共7小题)13.如图所示,在水平拉力F的作用下物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为10N,则物体A 与水平桌面的摩擦力大小为10N,拉力F的大小为20N.14.如图,A物体重500N,要使动滑轮匀速上升3m,力F应等于1000N,这时A物体上升6m(滑轮重、绳重及摩擦不计),若动滑轮重为50N(绳重及摩擦不计),力F使动滑轮以0.4m/s速度匀速上升,则F为1050 N,物体A上升的速度为0.8m/s.15.如图所示,用100N的水平拉力作用在滑轮上,使物体A以2m/s的速度前进了4m,则物体A受到地面的摩擦力f=50N,拉力F的功率为100W(不计轮重及轮与绳间的摩擦).f=Ff=×F=G16.如图所示,用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动,A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍,若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦,则B与地面间的摩擦力为80N.=17.如图所示的装置中,若物体G重80N,弹簧秤示数为4N,则物体匀速前进时所受阻力为4N,拉力F为8 N,若物体以10cm/s的速度匀速前进4s,则拉力所做功率为0.4W.(不计摩擦及绳重)V==0.05m/s18.如图所示的装置,在水平方向力F作用下,使重40N的物体A在水平方向上匀速移动5m,已知A受地面的摩擦力为5N,则拉力F的大小为10N,拉力F做的功为25J.(滑轮、绳重及绳之间的摩擦不计)19.如图所示,物体B重30N,A为一动滑轮,绳的一端固定在地面上,不考虑滑轮重及摩擦力,当滑轮在力F的作用下匀速上升0.5m时,所用拉力F为60N,物体上升的距离为1m.三.解答题(共3小题)20.如图,在拉力F作用下,物体A以5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数为3N,滑轮的机械效率为75%.求:(1)物体A受到的摩擦力f和拉力F的大小;(2)拉力F在4s内做的功和拉力F的功率.=得s===21.如图,物体A重为100N,在力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计示数为2N,动滑轮移动速度为0.1m/s,不计绳与滑轮间摩擦以及滑轮和弹簧测力计的重量.求(1)物体A所受的摩擦力;(2)物体A移动5s的距离;(3)拉力F在5s内所做的功.22.如图所示,物重G=30N,绳的一端拴在地面,拉力F使滑轮匀速上升.(1)若滑轮重不计,滑轮向上移动20cm,则拉力F=60N,物体上升40cm.(2)若滑轮重为2N,使物体上升20cm,则拉力F=62N,滑轮向上移动10cm.s=,×G本资料仅限下载者本人学习或教研之用,未经菁优网授权,不得以任何方式传播或用于商业用途。
用受力分析法解滑轮组问题
用受力分析法解滑轮组问题滑轮组问题是学生物理学习的难点之一。
对于由一段绳子绕成的滑轮组,我们可以用课本上的规律:“使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力便是物重的几分之一。
”但对于一些由多段绳子绕成的滑轮组和一些不常见的滑轮组,这种方法便显得无能为力了。
如图1,若用数绳子段数的方法来解,表面上看是6段,所以F=G/6,这是不正确的。
在实际的物理教学中,我总结出了一种通过对滑轮组各部分的受力情况进行分析,从而来解滑轮组问题的方法。
现介绍给大家:首先,将滑轮组中各个滑轮及物体分别隔离开,从绳子端点处开始进行逐个分析,作出受力图,分析每个力的大小和方向时,应遵循以下几点:(1)做匀速直线运动的物体处于受力平衡状态;(2)跨过滑轮的两段绳子承担的力是相等的;(3)有作用力必有反作用力,作用力和反作用力大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上。
每段绳子上承担的力既等于作用力也等于其反作用力。
现用此方法针对各类滑轮组问题作具体分析:一、可用来分析滑轮组的省力情况。
例一:如图2所示的滑轮组,不计动滑轮重力和摩擦,若重物的重力G为150牛,那么,提起重物所用的力F是多大?解析:我们可以通过受力分析法首先把各个滑轮及物体隔离开,每个滑轮及物体都受平衡力,分析每个滑轮的受力情况得到每段绳子上承担力的情况,可在原图上标出。
(如图2)所以G=8F,所以F=G/8例二:如图3,滑轮组下面吊一个重物G,它的重力为1400牛,如忽略动滑轮重力和摩擦,问拉力F为多少?解析:各滑轮的受力情况或各段绳承担力的情况及重物G的受力情况,分析如图3:所以4F+2F+F=G,所以F=G/7=200牛。
例三、如图4所示,吊篮重力为200牛,人的重力为600牛,动滑轮的重力为10牛,不计摩擦,人用多大力拉绳,可使吊篮平衡?解析:假设人的拉力为F,则通过分析,每段绳承担的力如图4所示。
再把人、吊篮、动滑轮看成一个整体,作为研究对象,分析其受力情况如图5。
滑轮相关的受力分析报告
滑轮相关的受力分析一 •选择题(共7小题)1. ( 2012?义乌市)如图所示,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:-num aJ板向右做匀速直线运动,然后把拉力增大到10牛时,下列分析正确的是( )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小木块将保持静止2. 如图所示,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,).则下列计算结果中,错误的是()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绳子自由端运动速度是 0.01m/s3•如图所示滑轮组,所吊的货物重为490N,若将货物拉上去,站在地面上的人的拉力至少为( )N (不计滑轮重、绳重及摩擦).4.如图所示,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 •丄70N C. 200ND. 180N3I I G-100SA. 1500NB.900N C. 600N D. 300N!5 •用如图所示滑轮组拉起G=100N的重物,不计轮与轴的摩擦和滑轮的重力,拉力F为()A. 25NB. 12.5NC. 100ND. 200N6.如图所示,图中的甲、乙两个物体处于静止状态.甲、乙的密度之比p 甲: p乙=2:1,质量之比m甲:m乙=4:5,且乙的质量为500g•若不计绳重、轮重和摩擦,g取10N/kg,则下列说法正确的是()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 .如图所示,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,则此时拉力F及3s内拉力F所做的功W分别是(已知动滑轮重18N,绳重以及绳与滑轮之间的摩擦不计)()A. F=90N; W=27JB.F =60N; W=54J C. F=30N W=27J D. F=60N W=18J1二•填空题(共9小题)8•如图所示,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.已知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的上表面受到的摩擦力大小为___________ N,方向水平向_______________ ,下表面受到的摩擦力大小为 ______________ N.9•如图所示装置中,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10.如图所示,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,则人对木板的压力大小为_ _ N.11.如图所示,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?北京)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F,水平地面对小明的支持力为N .当物体A有丄的体积2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 •已知动滑轮所受重力为120N, 小明所受重力为600N, M=13: 12.不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力,贝幽体A所受重力为_N.______________ 牛,B点受到的13.如图所示,物体甲重12牛.乙重10牛,不计滑轮重时,则A点受到的力是力是______________ 牛,物体甲对地面的压力是_______________ 牛.M14.如图所示,OB: 0A=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•如图所示,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•若动滑轮质量为 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;若工作台从距地面10m 高处升到20m 高处,工人师傅最少需要做 一___==^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.如图所示,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,若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)若考虑滑轮的重及滑轮与绳的摩擦,实际拉绳子的力为 32 N ,则滑轮组的机械效率为多大?19.在如图所示中,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 钟内拉力F 移动的路程是多少?若物体 A 受到的摩擦力是物重的 0.1倍,A1S18•用如图所示的滑轮组从 15m 深的水池中(水池面积很大,达几百平方米)提起底面积为 物体的密度为2.5 X 103kg/m 3,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 )200cm ,高2m 的圆柱形实心物体,已知该E Q则F最少是多大时才能使物体B静止在空中?若物体B匀速上升,则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.如图是一种电梯结构的示意图,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)•请回答:(1)配重的功能是什么?住已知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)如图所示,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,下列分析正确的是()A.弹黄测力计的示数为20牛B.弹黄测力计的示数为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。
2019届中考物理总复习滑轮中的受力分析
2019 届中考物理总复习滑轮中的受力剖析【知识重点】1.【例题 1】【练习】1.【例题 2】如图 6 所示,物体 A 重 20N,滑轮重 1N,绳重不计,弹簧秤示数为25N,则物体 B 的重为 _________N。
【例题 3】如图 3 所示,若重为200N 的物体A在水平桌面上向右做匀速直线运动时,弹簧测力计的读数为20N,则 B 的重力为 ______N,A与水平桌面间的摩擦力是 _______N.若物体A在水平桌面上向左做匀速直线运动,需施加拉力为 ______N。
( 不计动滑轮重及绳索与轮的摩擦 )【例题 4】如图 4 所示的两组装置中,不计滑轮重和绳重及摩擦力,当物体重为G时,求绳端拉力F。
【例题 2】如图 2 所示,滑轮重及滑轮摩擦不计,物体A和B都处于静止状态。
以下几种说法中正确的选项是()。
A.两物体重力的大小关系是G1= 2G. B .A 物体遇到的摩擦力的大小 f A=2G2.C. A 物体所受的协力的方向是向右的.D. A 物体遇到三个力的作用, B 物体遇到两个力的作用.【例题 2】如图 5 所示,绳及滑轮重不计,滑轮转动时的摩擦不计。
物体 A 重 800N、B 重 l00N , B 在运动时受地面的摩擦力是 f B= 20N。
当拉力 F= 200N 时,物体 A 以 3m/s 的速度沿水平面匀速运动。
求:( l )物体 B 运动的速度;( 2)物体 A 所受的摩擦力 f A。
【练习】3.如图 7 所示,不计滑轮重, G1 =100 牛,G2=500 牛,若弹簧秤上的读数为 F1,物体 G2对地面的压力为F2,则()A. F1=200 牛, F2=400 牛B.F1=300牛,F2=300牛C. F1=400 牛, F2=300 牛D.F1=600牛,F2=400牛4.如图 8 所示,滑轮重1N,悬挂在弹簧秤下端,作用在绳端的拉力 F 是 2N,物体 G重 100N,则弹簧测力计的示数是 _________N,水平川面遇到物体G的压力是 _________N. ( 不计摩擦 )5.如图 9 所示,动滑轮右侧绳索固定,左侧悬挂物体A,动滑轮受拉力F作用将物体A匀速提高2m,则动滑轮高升 _______ m,动滑轮这类使用方法的利处是_______ (填“省力”或“省距离” ).6.如图 10 所示,在竖直向上大小为10N的力 F 的作用下,重物 A 沿竖直方向匀速上涨。
滑轮力学力分析
滑轮力学力分析引言滑轮是一种常见的机械装置,它被广泛应用于吊运和拉力传递等各种工程领域。
本文将对滑轮的力学力进行分析和探讨,以帮助读者更好地理解和应用滑轮。
滑轮的基本原理滑轮是由一个固定的轴和一个或多个绕轴旋转的圆盘组成的机械装置。
通过绕轴旋转,滑轮能够改变力的方向,并在不同的应用中产生不同的力传递效果。
力的分析在滑轮的力学力分析中,主要涉及到以下几个力的概念:1. 力的作用力:作用于滑轮系统的外部力,例如重力、拉力等。
2. 力的接触力:作用于滑轮和滑轮系统其他部分之间的力,例如滑轮轴承支撑的反力。
3. 力的张力:作用于穿过滑轮的绳、链或带等物体上的拉力。
根据牛顿第二定律,力的大小等于质量乘以加速度。
在滑轮的分析中,张力一般假设是均匀分布的,即滑轮上任意一点的张力大小相同。
通过对滑轮上的张力进行分析,可以得出力的平衡关系和力的传递规律。
力的平衡关系在滑轮的力学力分析中,当滑轮系统处于静力平衡状态时,滑轮上的张力相等。
这是由于张力的平衡条件为:作用于物体上的所有张力的矢量和为零。
根据这个原理,可以进行力的分析和计算,从而得到滑轮系统的平衡状态。
力的传递规律滑轮能够改变力的方向,并通过张力的传递将力传递到其他部分。
在滑轮系统中,拉力的大小与张力大小相等。
因此,当拉力改变时,滑轮系统中的张力也会相应改变,从而实现力的传递。
总结滑轮力学力分析是对滑轮系统力学特性的研究和探讨。
通过对滑轮的力学力进行分析和计算,可以理解和应用滑轮在力传递过程中的原理和规律。
这对于吊运、机械传动等工程领域中的力学问题具有重要意义。
在实际应用中,滑轮的材料、结构和张力分布等因素也会对滑轮的力学性能和传递效果产生影响,需要根据具体情况进行综合分析和设计。
希望本文对读者能够提供初步的滑轮力学力分析基础,促进滑轮应用的研究和发展。
参考文献:- Engineering Mechanics: Dynamics, R.C. Hibbeler- Mechanical Engineering: Principles and Practice, Michael J. Moran。
滑轮力学力分析
滑轮力学力分析引言滑轮是一种简单机械装置,常用于提升重物或改变力的方向。
在力学中,我们可以通过力的分析来研究滑轮系统的工作原理和性能。
本文将对滑轮力学力进行分析,并探讨一些应用案例。
滑轮的基本原理滑轮主要由一个轮轴和一个绕轮轴旋转的绳索或链条组成。
根据滑轮的数量,我们可以将其分为单滑轮、复合滑轮和阵列滑轮三种类型。
- 单滑轮:只有一个滑轮,用于改变力的方向。
- 复合滑轮:由多个滑轮组成,可以改变力的方向和大小。
- 阵列滑轮:多个滑轮排列在一起,形成一个固定的滑轮系统。
滑轮力学力分析在滑轮系统中,力的分析是非常重要的。
通过分析滑轮系统中的力,我们可以计算出所需的力以及滑轮系统是否达到平衡状态。
张力分析在滑轮系统中,张力是指绳子或链条对滑轮施加的力。
根据滑轮间的关系,我们可以通过以下公式计算张力:- 对于单滑轮:张力相同。
- 对于复合滑轮:张力相同。
- 对于阵列滑轮:张力不一致,但改变力的方向。
力的变化滑轮系统中,力的变化也是一个关键概念。
根据滑轮系统的类型和布局,我们可以计算出力的变化情况。
- 对于单滑轮:力的方向改变,大小相等。
- 对于复合滑轮:力的方向改变,大小相等。
- 对于阵列滑轮:力的方向改变,大小不一致。
平衡状态滑轮系统中的力是否达到平衡状态也是一个值得关注的问题。
在平衡状态下,滑轮系统中的所有力都平衡,不会引起运动或变形。
通过计算各个滑轮系统中的力,并比较其大小和方向,我们可以确定滑轮系统是否达到平衡状态。
如果滑轮系统不平衡,可能需要调整力的大小或方向以达到平衡。
应用案例滑轮力学可以应用于多个领域,以下是一些常见的应用案例:- 吊车:使用滑轮系统提升重物。
- 重力系统:利用滑轮系统改变力的方向来减轻人体重量或物体重量。
- 机械装置:通过滑轮的力分析,设计和优化机械装置。
总结滑轮力学力分析是研究滑轮系统力的重要方法。
通过分析滑轮系统中的力的大小和方向,我们可以理解滑轮的工作原理和性能,并应用于各种实际场景。
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
《滑轮力的分析》
其他简单机械拾遗各种复杂机械都是由简单机械构成的,简单机械在实际生活中有广泛的应用,较深入地了解各种简单机械的特点,是后续学习的需要,也是为能更好地服务生活生产的需要。
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 下列图中各滑轮分别是什么滑轮。
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起移动的,所以甲滑轮是动滑轮;乙滑轮的轴是固定不动的所以乙滑轮是定滑轮。
例2下列图中各滑轮分别是什么滑轮。
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)分清理想情况和实际情况的异同:相同点是距离的定量关系不变;不同点是实际情况下要考虑摩擦、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(动力作用在绳子的自由端是这一结论成立的条件)。
省力或费力的含义是指使用简单机械时的动力与直接(徒手)工作时所需力的大小相比较而言的;同样省距离或费距离也是指使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比较而言的。
例如“使用动滑轮时费一倍的距离”就是指使用动滑轮提升重物时加在绳子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,加在绳子自由端的拉力F=5。
2N,滑轮重 N。
例5如图7,滑轮重2N,动力F=22N,则物体重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,所以有F1=F2=F3; s1=s2=s3=h。
同时可以知道,用定滑轮提升同样重的物体,加在绳子自由端的拉力的方向改变,拉力的大小不变(图5)。
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其他简单机械拾遗
各种复杂机械都是由简单机械构成的,简单机械在实际生活中有广泛的应用,较深入地了解各种简单机械的特点,是后续学习的需要,也是为能更好地服务生活生产的需要。
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 下列图中各滑轮分别是什么滑轮。
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起移动的,所以甲滑轮是动滑轮;乙滑轮的轴是固定不动的所以乙滑轮是定滑轮。
例2下列图中各滑轮分别是什么滑轮。
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)
分清理想情况和实际情况的异同:相同点是距离的定量关系不变;不同点是实际情况下要考虑摩擦、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(动力作用在绳子的自由端是这一结论成立的条件)。
省力或费力的含义是指使用简单机械时的动力与直接(徒手)工作时所需力的大小相比较而言的;同样省距离或费距离也是指使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比较而言的。
例如“使用动滑轮时费一倍的距离”就是指使用动滑轮提升重物时加在绳子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,加在绳子自由端的拉力F=5。
2N,滑轮重 N。
例5如图7,滑轮重2N,动力F=22N,则物体重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,所以有F1=F2=F3; s1=s2=s3=h。
同时可以知道,用定滑轮提升同样重的物体,加在绳子自由端的拉力的方向改变,拉力的大小不变(图5)。
用动滑轮提升重物,当动力作用在绳子自由端时(图6),此时的动滑轮是一个动力
臂为阻力臂2倍的省力杠杆,所以有;,得G动=2F-G物=2×5.2N-10N=0.4N。
当动力作用在动滑轮的轴上时(图7),此时的动滑轮是一个动力臂为阻力臂一半的
费力杠杆,所以有F=2G物+G动,得到,费了力但省了距离,所以s=h/2=5cm,是动滑轮,由于动力并不是作用在绳子的自由端,不省力但生了距离,特殊场合下应用。
三、认识定、动滑轮实质
定滑轮的实质是等臂杠杆(图8)。
动滑轮:当动力作用在绳子自由端时,此时的动滑轮是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆(图9);当动力作用在动滑轮的轴上时,此时的动滑轮是一个动力臂为阻力臂一半的费力杠杆(图10)。
图8 图
9 图10
四、滑轮组
综合了定滑轮和动滑轮的优点,滑轮组的绕法(即承担重物的绳子的段数)、加在绳子自由端的拉力F与物体和动滑轮重力之和G总的关系、拉力移动距离s与重物升高高度h 的关系的正向或逆向应用,承担重物的绳子的段数的确定等。
(1)最简单的滑轮组:由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组。
图11 图12
重物有两段绳子承担:,s=2h,省一半的力费一倍的距离,效果与动滑轮相当(图11)。
重物有三段绳子承担:,s=3h,省三分之二的力费二倍的距离,是最简单且最省力的滑轮组(图12)。
(2)绳子段数是确定(定偶动奇):绳子的固定端在定滑轮上时,滑轮组由偶数段绳子承担;绳子的固定端在动滑轮上时,滑轮组由奇数段绳子承担。
滑轮组由n段绳子承担,提起重物在绳子自由端的拉力就是总重的n分之一,动力移动的距离就是重物升高高度的n倍,省(n-1)/n的力,费(n-1)倍的距离。
例6如图13,滑轮组由段绳子承担。
(形式上的变化)
图13
【解析】绳子的固定端相当于固定在定滑轮的支架上,滑轮组由2段绳子承担。
例7如图14所示,拉力F=4N,甲、乙测力计的示数分别是()(观察对象的变化)
A.8N、8N B.12N、8N C.8N、12N D.12N、12N
图14
【解析】将甲测力计看作被滑轮组提升的物体,由两端绳子承担,由滑轮组特点知,甲测力计的示数为8N。
再将乙测力计看作被滑轮组提升的物体,由三端绳子承担,由滑轮组特点知,乙测力计的示数为12N。
因此应选C。
例8一根绳子最大能承受300N的力,物体重1000N,利用该绳子绕制滑轮组提起重物,每个滑轮重20N,确定承担滑轮组的最少的绳子的段数。
【解析】直接用绳子提升或用定滑轮提升的话,均超过了绳子能承受的力;若用动滑轮提升,那么加在绳子自由端的最小拉力为G总的一半,即F=510N,也均超过了绳子能承受的力;若用最简单且最省力的滑轮组提升,由三端绳子承担,最小拉力F=G总/3=340N,同样也均超过了绳子能承受的力;故至少要用4端绳子承担。
思路二:设绳子的段数为n,动滑轮个数为a,由滑轮组的特点可以得到:
,由于n取整数,故n最小取4。
例9如图15所示,吊篮的重力为400牛,动滑轮重力为50牛,定滑轮重力为40牛,人的重力为6/00牛,人在吊篮里拉着绳子不动时需用力()
A.218牛 B.220牛 C.210牛 D.236牛
图15
【解析】G总=G蓝+G动+G人=1050N,设人用F力拉绳子时吊篮不动,由于滑轮组承担重物的绳子有4段,且人用力拉绳时,绳也用同样大小的力拉人,故拉力和重力之间的关系应满足
F=(G总-F)/4,
解之,F=G/5=210N,所以正确的答案是C。
(3)滑轮组的组合
组合的滑轮组有多根绳子,不同绳子受到的力不同,但每根张紧的绳子各段上的力是相同的。
例10如图16所示,每个滑轮重2N,拉力F=4N,那么物体重。
(图16)图
17 图18
【解析】如图17,A处绳子受到的力F’=2F-G轮=6N,再由动滑轮特点得,G物=2F’-G 轮=10N。
推广:按如图18的方式组合,在忽略滑轮重等因素的理想情况下,装置中有n个动滑轮,那么加在绳子自由端的拉力与物体重力的关系为:。
五、轮轴
轮半径用R表示,轴半径用r表示,规律为作用在轮上的力F轮与轮半径R的乘积等于作用在轴上的力F轴与轴半径r的乘积。
即若R=nr,则F轮=F轴/n,也就是轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的力就是作用在轴上的力的几分之一。
有省力轮轴也有费力轮轴。
例:自行车上的轮轴
图19
骑自行车时,脚踏臂和大齿盘构成省力轮轴,小齿盘和后轮构成费力轮轴。
六、斜面
斜面省力。
斜面越平坦越省力。
在忽略摩擦的理想情况下,斜面长s是斜面高h的几倍,沿斜面向上匀速拉动物体的拉力就是物重的几分之一。
即。
图20。