滑輪組的繞線問(wèn)題

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

  有關(guān)滑輪組繞線的問(wèn)題,應(yīng)該根據(jù)題目的具體條件和要求,靈活采用不同的處理方法。滑輪組的繞線應(yīng)遵循以下三條原則:

  1.滑輪組繩子的繞法有兩種:一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上,繞過(guò)下面的動(dòng)滑輪,再繞過(guò)上面的定滑輪;二是繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上,繞過(guò)定滑輪,然后再繞過(guò)動(dòng)滑輪。每個(gè)滑輪,繩子只能繞一次。

  2.遵循“偶定奇動(dòng)”的方法:若繩子段數(shù)n為偶數(shù),繩子固定端在定滑輪上;若繩子段數(shù)n為奇數(shù),繩子固定端在動(dòng)滑輪上。

  3.在判斷滑輪組省力情況時(shí),關(guān)鍵是確定承擔(dān)總重的繩子段數(shù)n,也就是有幾段繩子和動(dòng)滑輪相連。最省力時(shí)繩子段數(shù)n與滑輪個(gè)數(shù)n′的關(guān)系是n=n′+1。

  例1.用如圖1所示的滑輪組提升重物,要求繩子自由端移動(dòng)的速度是物體上升速度的2倍,請(qǐng)?jiān)趫D上畫(huà)出繞線的方法。

  解析:根據(jù)題目要求,繩子自由端移動(dòng)的速度是物體上升速度的2倍,可以知道,繩子的段數(shù)為2段,然后根據(jù)“偶定奇動(dòng)”的原則,此題中的繩子段數(shù)為偶數(shù),因此繩子的固定端要從定滑輪開(kāi)始繞起。如圖2所示。

  例2.請(qǐng)你在如圖3中畫(huà)出用滑輪組提升重物的最省力的繞繩方法。

  解析:動(dòng)滑輪被幾段繩子承擔(dān),拉力就是物體和動(dòng)滑輪總重的幾分之一。要使滑輪組最省力,就是使最多的繩子段數(shù)來(lái)承擔(dān)動(dòng)滑輪的拉力。由圖知:滑輪個(gè)數(shù)n′=2,所以繩子段數(shù)n=3,最多可由3段繩子承擔(dān)物重。根據(jù)“偶定奇動(dòng)”的方法,繩子從定滑輪開(kāi)始繞,每個(gè)滑輪只能繞一次,如圖4所示。

  例3.小明做“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)時(shí),用如圖5所示的滑輪組成滑輪組,請(qǐng)用筆畫(huà)出在圖中使用該滑輪組時(shí)最省力的繞法。

  解析:通過(guò)比較提升物體繩子段數(shù)的多少確定最省力的繞法。對(duì)由兩個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成的滑輪組,有兩種繞法:一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上,這種繞法滑輪組上的滑輪都使用,有四段繩子承擔(dān)物重,拉力是滑輪組提升物重的四分之一;二是繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上,最后滑輪組只能使用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪,有一個(gè)動(dòng)滑輪沒(méi)有使用,這種繞法只能有三段繩子承擔(dān)物重,拉力是滑輪組提升物重的三分之一。由此可知,滑輪組最省力的繞法是繩子段數(shù)最多的,即四段繞線的方法。如圖6所示。

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