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    由分析受力来理解滑轮_滑轮的受力分析

    时间:2019-01-09 03:28:24 来源:柠檬阅读网 本文已影响 柠檬阅读网手机站

      滑轮是一种特殊的杠杆,用杠杆的平衡条件分析得出的力的情况和力与运动的关系是吻合的.我们来看下面两点.   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.
      例1 用定滑轮沿不同的方向提升重物,如图1所示,判断F1、F2、F3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,力的大小都等于被提起的物体的重力,所以F1=F2=F3 .
      也可以这样分析:以滑轮中心为支点,G为阻力,F为动力,因阻力臂=动力臂=滑轮半径,所以无论F方向怎样,在图1中始终有F1=F2=F3 .
      二、滑轮所受的力平衡
      滑轮静止或做匀速直线运动时,滑轮受到相反方向上的力相互平衡.
      例2 如图2,用动滑轮匀速竖直提升重物,分析拉力F与物体重G的关系.
      分析: 若不计滑轮重,动滑轮处于平衡状态,如图2(甲),则2F=G,即F=G.
      若动滑轮的重力为G0,如图2(乙),则2F=G+G0,即F=(G+G0).
      例3 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G1∶G2为().
      A. 1∶1B. 2∶1C. 1∶2D. 1∶3
      分析: 依据一个绳子上的力相等,则每段绳子上受到的拉力都是F,且动滑轮处于平衡状态,所以F=G2,G1=2F=2G2,故选B.
      例4 如图4,用滑轮组匀速拉动水平面上的物体,若所用的拉力F为10 N,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.又因物体做匀速直线运动,则物体受到的摩擦力与3F平衡,所以f =3F=30 N.
      例5 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3 N,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. 3 NB. 4 NC. 6 ND. 8 N
      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及物体对动滑轮的拉力都等于3 N,又因动滑轮做匀速直线运动,水平方向上受力平衡,所以F=2 f =2×3 N=6 N.
      例6 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拉力(图略),有4F=G,所以,F=G.
      例7 如图7,动滑轮重5 N,物体G的重力为15 N,用力F使物体匀速上升,求所用力F的大小(不计摩擦).
      分析: 根据同一根绳子受力相等,标出各绳子所受力(图略),以滑轮为研究对象,再依据滑轮在竖直方向受力平衡,有
      F=2G+G0=2×15 N+5 N=35 N.
      例8 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(图略),可得物体受到的总的拉力是7F,又因物体处于平衡状态,所以有7F=G,即F=G.

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