滑轮组绳子的穿绕方式及拉力计算.docx
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滑轮组绳子的穿绕方式及拉力计算
滑轮组绳子的穿绕方式很多,现以串联式滑轮为例,介绍几种滑轮组绳子的穿绕方式。
1.一个定滑轮和一个动滑轮(图1.47-7)。
2.一个定滑轮和二个动滑轮(图1.47-8)。
3.二个定滑轮和一个动滑轮(图.47-9甲)。
4.二个定滑轮和二个动滑轮(图1.47-9乙)。
∙
巧记“口诀” 组装滑轮组
初中物理教材中,简单滑轮组的组装问题,是学生在学习这一章的一个难点。
根据不同的要求,设计与组装滑轮组的方法很多。
利用口诀:
“奇动偶定;一动配一定;偶数减一定;变向加一定。
”去解决这一问题,可以使学生准确记忆和掌握组装滑轮组的要领。
一、滑轮组的结构特点分析
1、基本结构:
定滑轮、动滑轮、绳子。
2、装配结构分析:
特点承担动滑轮的绳子段数设为“n”,装配结构如下表所示。
公式:
已知动滑轮个数,求最大省力效果G=nF
x动为动滑轮数,n为拉力放大倍数,x定为定滑轮数
n=2x动+1
不改变方向时:
x定=x动,改变方向时:
x定=x动+1
一般省力效果则为:
n=2x动
不变向时:
X定=x动-1,变向时:
x定=x动
绳子段数n
2
3
4
5
6
7
动滑轮个数
1
1
2
2
3
3
定滑轮个数
不变向
0
1
1
2
2
3
变向
1
2
2
3
3
4
示意图
二、组装滑轮组的要领
1、确定“n”。
根据题意确定由多少段绳子承担动滑轮重力和物体重力。
2、确定动滑轮个数。
(1)、当n为偶数时,动滑轮的个数是:
(2)、当n为奇数时,动滑轮的个数是:
3、确定定滑轮的个数。
口诀:
“一动配一定,偶数减一定,变向加一定。
”
(1)在不改变施力的方向时,以动滑轮个数为基数,按“一动配一定,偶数减一定”来确定定滑轮的个数。
即:
一个动滑轮配一个定滑轮;但当n为偶数时,定滑轮的个数等于“动滑轮的个数减一个”。
(2)在需要改变施力的方向时,仍以动滑轮的个数为基数,按“变向加一定”的方法确定定滑轮的个数。
即:
在“一动配一定,偶数减一定”的基数上,再加上一个定滑轮。
4、组装滑轮组。
口诀:
“奇动偶定”。
确定好了动滑轮和定滑轮的个数后,再确定绳子的起始点。
(1)当n为奇数时,绳子的起始点从动滑轮开始,经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。
(2)当n为偶数时,绳子的起始点从定滑轮开始,经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。
三、组装滑轮组实例解析
例1某物重为5100N,现有一绳最大只能承担1200N,站在地面把重物向上提升。
请设计一个滑轮组,并画出组装示意图。
【分析与解答】
(1)确定n。
根据题意n=
=4.2在这里n不能四舍五入,n应为5段绳子。
(2)确定动滑轮个数。
n=5为奇数,则动滑轮的个数为
=
=2(个)。
(3)确定定滑轮个数。
“一动配一定,偶数减一定。
”n=5为奇数,定滑轮应为2个。
但又根据题意,站在地面把重物和向上提升,需要改变施力的方向,即:
“变向加一定”。
则应在2个的基础上再加上一个,即定滑轮的个数这时应取3个。
(4)组装滑轮组。
按“奇动偶定”,确定绳子的起始点。
n=5为奇数,绳子的起始点应从动滑轮的挂钩上开始,经定滑轮依次作螺旋线缠绕。
如图所示:
例2某物重为5100N,现有一绳最大只能承担1200N,站在楼上把重物向上提升。
请设计一个滑轮组,并画出组装示意图。
【分析与解答】
(1)n=
≈5
(2)动滑轮个数:
=
=2(个)
(3)定滑轮个数:
n=5为奇数,不变向。
即:
“一动配一定”。
定滑轮个数为2(个)。
(4)组装滑轮组。
按“奇动偶定”,确定绳子的起始点。
n=5为奇数,绳子的起始点应从动滑轮的挂钩上开始,经定滑轮依次作螺旋线缠绕。
如图所示:
例3不计轮重,绳子及摩擦力,不改变施力方向,把物体从地面向上提升,要求拉力是物重的
。
请设计一个滑轮组,并作出组装示意图。
【分析与解答】
(1)设拉力为F,物重为G,在不计滑轮重、不计摩擦及绳重时,F=
G。
由题意可知F=
G。
则n=6。
(2)动滑轮的个数为:
=3(个)。
(3)定滑轮的个数:
不变向,且n=6为偶数,“偶数减一定”。
即:
3-1=2(个)
(4)组装滑轮组。
按“奇动偶定”,确定绳子的起始点。
n=6为偶数,绳子的起始点应从定滑轮的挂钩上开始,经动滑轮依次作螺旋线缠绕。
如图所示:
例4不计轮重,绳子及摩擦力,站在地面把物体从地面向上提升,要求拉力是物重的
。
请设计一个滑轮组,并作出组装示意图。
【分析与解答】
(1)n=6
(2)动滑轮个数:
=3(个)。
(3)定滑轮个数:
一动配一定,但要求改变施力方向,(3-1)+1=3(个)。
(4)组装滑轮组。
按“奇动偶定”,确定绳子的起始点。
n=6为偶数,绳子的起始点应从定滑轮的挂钩上开始,经动滑轮依次作螺旋线缠绕。
如图所示:
组装滑轮组的要领
1、确定“n”。
根据题意确定由多少段绳子承担动滑轮重力和物体重力。
2、确定动滑轮个数。
(1)、当n为偶数时,动滑轮的个数是:
(2)、当n为奇数时,动滑轮的个数是:
3、确定定滑轮的个数。
口诀:
“一动配一定,偶数减一定,变向再加一定。
”
(1)在不改变施力的方向时,以动滑轮个数为基数,按“一动配一定,偶数减一定”来确定定滑轮的个数。
即:
一个动滑轮配一个定滑轮;但当n为偶数时,定滑轮的个数等于“动滑轮的个数减一个”。
(2)在需要改变施力的方向时,仍以动滑轮的个数为基数,按“变向加一定”的方法确定定滑轮的个数。
即:
在“一动配一定,偶数减一定”的基数上,再加上一个定滑轮。
4、组装滑轮组。
口诀:
“奇动偶定”。
确定好了动滑轮和定滑轮的个数后,再确定绳子的起始点。
(1)当n为奇数时,绳子的起始点从动滑轮开始,经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。
(2)当n为偶数时,绳子的起始点从定滑轮开始,经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。
简称为:
确n,确动,确定,确装