滑轮受力分析
滑轮受力分析
(2)当配重与地面的压强为零时, 妈妈对地面的压力为多少。
A.绳子自由端受到拉力的大小是100N
B.人对地面的压力为250N
C.绳子自由端运动的速度是0.01m/s
D.人对地面的压力是400N
A 图6
如图所示,金鹏同学为他的妈妈
设计了一款颈椎拉伸器,左边滑 轮下端是由密度为3×103kg/m3的 圆柱体合金块充当配重,它的底 面积为5dm2,高为4dm。右边自 由端安放颈圈套在患者的颈部。 当 颈 部 承 受 拉 力 为 55N 时 , 配 重 对的拉地力面为的1压05强N为时p,1,配当重颈对部地承面受的 压妈妈强重为6p0’10,N,已忽知略p1:绳重p’1和‘=2摩:擦1,, g=10N/kg,求:
F F F
3F= f
f F= f /3
FF
FFF
G
G
2F=G F= ½ G 3F=G F= G/3
5F
4F
G+G’
5F=G+G’ F= (G+G’)/5
G+G’
4F=G+G’ F= (G+G’)/4
3F
4F
G+G人
3F=G+G人 F= (G+G人)/3
G+G人
4F=G+ห้องสมุดไป่ตู้人 F= (G+G人)/4
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、滑轮摩擦,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。则下列计算结果正确的是
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。
动滑轮受力分析
动滑轮受力分析引言动滑轮是一种常见的机械传动装置,其作用是改变力的方向和大小。
在工程和日常生活中广泛应用,例如起重机、滑车、绳索传动等等。
了解动滑轮的受力分析,能够帮助我们更好地设计和使用这些机械装置。
动滑轮的基本原理动滑轮由滑轮和滑轮轴组成,通常滑轮轴是固定的,而滑轮可以在轴上转动。
当施加力F到滑轮绳索上时,根据牛顿第三定律,滑轮会施加等大反向的力-F到绳索上。
根据滑轮的结构和力的作用原理,我们可以分析滑轮受力的方式。
单滑轮受力分析首先,我们来分析单个滑轮的受力情况。
假设滑轮绳索绕在滑轮上的弧度为θ,施加在绳索上的力为F。
滑轮轴对滑轮施加一个反向力-FA,保持平衡。
根据力的平衡条件,我们有如下方程:F + FA = 0根据滑轮的结构,我们还可以得到如下关系:F = 2T sin(θ/2)其中,T为绳索的张力。
综合以上两个方程,我们可以求解出滑轮轴对滑轮施加的反向力-FA,从而得到滑轮的受力情况。
多滑轮受力分析在实际应用中,我们通常使用多个滑轮组合在一起,形成滑轮系统。
滑轮系统能够提供更大的力乘和力的方向改变。
下面,我们来分析多滑轮受力的情况。
假设滑轮系统由n个滑轮组成,绳索绕在滑轮上的总弧度为θ,施加在绳索上的外力为F。
为了简化问题,我们假设滑轮和滑轮轴的质量可以忽略不计。
根据力的平衡条件,我们有如下方程:F + FA = 0其中,FA为滑轮轴对滑轮的反向力。
根据滑轮的结构和滑轮轴的受力情况,我们还可以得到以下关系:FA = 2F sin(θ/2)根据滑轮系统的性质,我们可以得到以下关系:F = nT sin(θ/2)其中,T为绳索的张力。
综合以上方程,我们可以求解出滑轮轴对滑轮的反向力-FA,从而得到滑轮系统的受力情况。
结论通过对动滑轮的受力分析,我们可以得到滑轮轴对滑轮施加的反向力,进而了解滑轮受力的情况。
在实际应用中,我们可以利用滑轮系统的性质,提供更大的力乘和力的方向改变。
这对于设计和使用机械装置具有重要的意义。
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
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=⨯==。
滑轮组受力分析专题
改变力的方向: 通过滑轮组实 现力的改变方 向满足各种工
作需求
加速或减速运 动:通过滑轮 组实现加速或 减速运动提高
工作效率
平衡装置:利 用滑轮组平衡 装置保持机器
稳定运行
滑轮组在起重机械 中用于提升重物
滑轮组可以改变力 的方向和大小
滑轮组在起重机中 起到省力和减速的 作用
滑轮组在起重机械 中具有广泛的应用 前景
滑轮组中的力平衡是工程实际中常用的理论分析方法对于设计、优化和改进滑轮组 的工作性能具有重要意义。
静摩擦力:滑轮组在静止状态下受到的摩擦力其方向与拉力相反 动摩擦力:滑轮组在运动状态下受到的摩擦力其方向与运动方向相反 摩擦力对滑轮组的影响:摩擦力会导致滑轮组的效率降低同时也会增加滑轮组的磨损
减小摩擦力的方法:通过使用润滑油、减小滑轮组之间的压力、选择合适的滑轮材料等方式可以减小摩擦力
注意事项:力矩分析时需考虑转动轴的位置力矩的方向与转动方向有关
滑轮组中的力平衡是指滑轮组中各力的合力为零即作用在滑轮组上的外力与反作用力 相等保持平衡状态。
滑轮组中的力平衡是分析滑轮组工作原理的基础通过分析力平衡可以确定滑轮组的 输出力和输入力之间的关系。
滑轮组中的力平衡可以通过力的合成和分解的方法进行计算根据滑轮组的组成和运动 状态确定每个滑轮所受的力的大小和方向。
,
汇报人:
CONTENTS
PRT ONE
PRT TWO
滑轮组是由多个滑轮组成的机 械装置
滑轮组可以改变力的方向或大 小
滑轮组广泛应用于各种工程领 域
滑轮组的基本组成包括定滑轮 和动滑轮
定滑轮:滑轮的位置固定不变动力作用于滑轮的边缘改变力的方向
动滑轮:滑轮随重物一起移动动力作用于滑轮的轴上力的大小为重物和滑轮总重的二 分之一
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。
滑轮力学分析
滑轮力学分析
简介
滑轮是一种简单机械装置,用于传递力量和改变方向。
在滑轮力学分析中,我们研究滑轮系统的力学原理和性能,以便在设计和应用中能够正确地计算和预测滑轮系统的行为。
滑轮系统的基本原理
滑轮系统由滑轮和绳子(或带子)组成。
力量通过绳子施加在滑轮上,滑轮转动并传递力量。
滑轮系统中的力量可以分为两种类型:拉力和吊重力。
滑轮系统的力学分析方法
滑轮系统的力学分析基于以下原理:
1. 拉力维持平衡:在一个静态滑轮系统中,拉力的大小在各个滑轮上是相同的,通过平衡吊重力和张力大小来实现。
2. 吊重力的变化:当有多个滑轮连接在一起时,吊重力会分摊到每个滑轮上,减小每个滑轮所受的压力。
滑轮系统的计算
在进行滑轮系统的计算时,我们可以使用以下公式:
1. 拉力的计算公式:拉力 = 吊重力 / 吊重力分摊到的滑轮数量
2. 总的吊重力计算公式:总吊重力 = 吊重力分摊到的滑轮数量* 单个滑轮所受的吊重力
滑轮系统的应用
滑轮系统广泛应用于各个领域。
一些常见的应用包括:
1. 提升重物:滑轮系统可以利用力的传递和方向改变来提供额外的力量,使重物可以轻松地被提升。
2. 机械传动系统:滑轮系统可以用于传递和变换力的方向,用于机械传动系统的设计。
3. 动力系统的辅助:滑轮系统可以作为动力系统的辅助装置,减轻动力的负荷。
结论
滑轮力学分析是一项重要的研究领域,通过研究滑轮系统的力学原理和性能,可以实现滑轮系统的正确设计和应用。
滑轮系统的力学分析可以帮助我们更好地理解和改进滑轮系统的功能和效能。
滑轮完整版PPT课件
提高效率方法
05
典型应用场景分析
改变力的方向
滑轮组能够将竖直向上的拉力转变为水平方向的牵引力,方便操作。
省力作用
起重机通过滑轮组实现重物的省力提升,减小了所需的操作力。
提高工作效率
滑轮组的机械效率较高,能够减小能量损失,提高起重机的整体工作效率。
起重机中滑轮组应用
电梯中滑轮组应用
平衡作用
滑轮作用
滑轮定义及作用
中心轴固定不动的滑轮,使用时不会改变力的方向,但可以改变力的大小。
定滑轮
动滑轮
复合滑轮
中心轴可以随物体一起运动的滑轮,使用时可以改变力的方向,也可以改变力的大小。
由定滑轮和动滑轮组合而成,兼具两者的特点,可以实现更复杂的力的传递和变换。
03
02
01
滑轮分类与特点
滑轮在生活中的应用
定滑轮特性及优缺点
优点
综合省力与稳定性:通过组合使用动滑轮和定滑轮,可以同时实现省力和稳定性的需求。
适应性强:动定滑轮组合可以根据不同的工作需求进行调整和配置,具有很强的适应性。
缺点
结构复杂:动定滑轮组合的结构相对复杂,需要更多的安装和调整工作。
维护成本高:由于结构复杂,动定滑轮组合的维护成本相对较高。
通过采用轻质材料或优化结构设计来减轻滑轮组自身重力,从而提高机械效率。
减轻滑轮组自身重力
增加提起物体的重力
减少绳子段数
减少摩擦和空气阻力
在条件允许的情况下,增加提起物体的重力可以提高有用功占总功的比例,从而提高机械效率。
在满足使用要求的前提下,尽量减少绳子段数可以降低额外阻力,提高机械效率。
通过改进润滑方式、选用优质轴承、优化滑轮形状等措施来减少摩擦和空气阻力,从而提高机械效率。
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。
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动滑轮是一种简单机械,由轮轴和围绕其运转的滑轮组成。
它可以改变施力的方向和大小,减轻或增加施力的效果。
在动滑轮上施加的受力决定了它的运动状态和工作效果。
下面我将对动滑轮轮轴上的受力进行分析。
首先,我们需要明确动滑轮的工作原理,动滑轮为了减小施力的方向和力度,将施力作用方式改变为与物体的移动方向平行的方向,从而最大限度地减轻了施力的强度。
从力的角度看,轮轴上的受力主要有两种:拉力和压力。
1.拉力:当一个绳子或链条绕过滑轮后,力由垂直下方拉向上方。
这种拉力在动滑轮的轮轴上产生一个向上的拉力。
2.压力:当物体在动滑轮上时,在运动中由于惯性或其他原因,物体会向外侧用力,这样就在动滑轮的轮轴上产生一个向内的压力。
在正常工作状态下,这两种受力并存,它们可以通过如下公式进行计算:拉力=施加在滑轮上物体的重力/力矩半径压力=施加在滑轮上物体的质量*加速度/力矩半径其中,力矩半径指的是拉力或压力作用点距离轮轴的平行距离。
根据这些公式,我们可以看出,拉力与物体的重力成正比,而压力与物体的质量和加速度成正比。
这意味着当物体重量增加或加速度增加时,受力也会相应增加。
然而,动滑轮的设计目的是减少劳动强度,所以在实际应用中通常通过增加滑轮的数量来实现。
在多滑轮组成的系统中,每个滑轮都可以减小施力的效果,使施力的强度降低。
除了轮轴上的受力之外,还需要考虑滑轮之间的受力传递。
根据牛顿第三定律,滑轮组成的系统中,滑轮间的受力是相等和相反的。
这保证了受力在系统内的平衡,使得施力可以顺利传递到所需的物体上。
总结起来,动滑轮轮轴上的受力主要包括拉力和压力。
拉力是施加在滑轮上物体的重力所产生的,而压力是物体在运动过程中由于惯性产生的。
这些受力可以通过合适的公式进行计算。
此外,在滑轮系统中,滑轮间的受力是相等和相反的,确保受力在系统内的平衡。
通过恰当设计和应用动滑轮系统,可以减小施力的强度,提高工作效率。
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
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滑轮受力分析
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图2
F
F
甲
乙
G F 1 F 2 F 3 图1 九年级物理分析受力练习题及答案分析
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
G F =2 即G F 2
1
=
若动滑轮的重量为0G ,如图2乙,则02G G F +=
即 )(2
1
0G 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∶1
B .2∶1
C .1∶2
D .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F 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
F F
F
图3
F
F 3F
图
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 .3N
B .4N
C .6N
D .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=⨯==。
例4 用如图6所示的装置匀速拉起重为G 的物体(不计摩擦、滑轮重及绳重),求拉力F 与G 的关系。
分析 依据一根绳子力相等,滑轮两边力平衡,在图中标出各绳子所受8,有 G F =4,所以,
G F 4
1
=。
例5 如图7,动滑轮重5N ,物体G
的重量为15N ,用力F 使物体匀速上
升,求所用力F 的大小(不计摩擦)。
分析 如图,根据同一根绳子受力相等,标出各绳子所受力,以滑轮为研究对象,再依据滑轮所受力平衡,有
N N N G G F 35515220=+⨯=+=。
例6 如图8所示,在忽略滑轮自重和摩擦的情况下,当滑轮平衡时,拉力=F G 。
分析 根据每个滑轮上绳子所承受力的特点,在图上标出每一股绳子所承受力的大小。
物体受到的总的拉力是F 7,物体处于平衡状态,所以G F =7,即
G F 7
1
=。
由上面的例题可以看出,在判断滑轮或滑轮组的省力或费力情况时,先从动力端入手,依据滑轮两边力相等,逐个分析滑轮的受力情况,最后根据力的平衡,得出结论。
f f 图5
F F G
2F 2F 图G
G 0
图2F
2F G 图8
F
4F 4F。