滑輪組的繞線問題

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


  有關(guān)滑輪組繞線的問題,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;喗M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,繞過下面的動滑輪,再繞過上面的定滑輪;二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上,繞過定滑輪,然后再繞過動滑輪。每個滑輪,繩子只能繞一次。

  2.遵循“偶定奇動”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),繩子固定端在動滑輪上。

  3.在判斷滑輪組省力情況時,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滑輪相連。最省力時繩子段數(shù)n與滑輪個數(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的速度是物體上升速度的2倍,請在圖上畫出繞線的方法。

  解析:根據(jù)題目要求,繩子自由端移動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”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始繞起。如圖2所示。

  例2.請你在如圖3中畫出用滑輪組提升重物的最省力的繞繩方法。

  解析:動滑輪被幾段繩子承擔(dān),拉力就是物體和動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)來承擔(dān)動滑輪的拉力。由圖知:滑輪個數(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”的方法,繩子從定滑輪開始繞,每個滑輪只能繞一次,如圖4所示。

  例3.小明做“測定滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗時,用如圖5所示的滑輪組成滑輪組,請用筆畫出在圖中使用該滑輪組時最省力的繞法。

  解析:通過比較提升物體繩子段數(shù)的多少確定最省力的繞法。對由兩個動滑輪和一個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;二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上,最后滑輪組只能使用一個動滑輪和一個定滑輪,有一個動滑輪沒有使用,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。

  來源:高?駿的博客


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