其他简单机械要点

编辑: 逍遥路 关键词: 高中物理 来源: 高中学习网


  1、关于滑轮组,我们应该知道些什么?

  答:使用滑轮组,应注意两个关系式:

  (1)F=G/n

  式中G在不计动滑轮重和摩擦时,表示被提起的重物的重;在不计摩擦时,则表示重物与动滑轮的总重.式中n表示承担重物重(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.

  (2)s=nh.

  式中h为重物被提升的高度n仍表示承担重物重(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.

  2、用什么简单的方法可以来确定承担物重的绳子的股数?

  答:可以采用这样的方法:(1)首先要分清哪是定滑轮,哪是动滑轮;(2)在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线,看跟动滑轮相连的绳子有几股,那么n就是几。

  在图甲中我们用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离,以重物和动滑轮为研究对象,有四根绳子承担动滑轮及重物,所以用力F=G/4,同理,分析乙图可知,提起重物及动滑轮的力F=G/5.

  3、在组装滑轮组时,应该怎样绕线?

  答:下面介绍一种简单的方法:(1)当n为奇数时,绳子的起始端应固定在动滑轮的框架钩上,然后依次绕过滑轮;(2)当n为偶数时,绳子的起始端应固定在定滑轮的框架钩上。

  例1   如图所示表示三种不同的滑轮组,用它们提起重为G的相同重物,在A端所用的拉力分别为          ;       ;          。不计滑轮本身的重和摩擦.

  知识点   判断滑轮组的省力情况

  闯关点拨    判断使用滑轮组时所用的力F的大小,关键是看几段绳子通过滑轮组拉着物体,即有几段绳子承担物体的重,不能根据动滑轮的个数来判断省力的大小,也不能根据滑轮的总数来判断省力的大小.

  分析和解   ①在图A中,有三段绳子拉着物体,F=G/3,②在图B中,有四段绳子拉着物体F=G/4,

  ③在图C中,有五段绳子拉着物体,F=G/5

  例2    如图示,用滑轮组拉着重物在水平地面上匀速前进,在绳的端点A的作用力F=300 N,重物与地面间的摩擦力f为多大?将重物移动的距离为S=1 m,绳端A移动的距离为多少?不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦?

  知识点  滑轮组的实际应用及计算

  闯关点拨    由图中可见对于滑轮组,右侧为定滑轮,左侧直接拉物体的是动滑轮,与此动滑轮连接的绳子段数有三段,每段绳子的拉力是F,所以动滑轮拉物体力3F,对被拉物体再进行受力分析可知,重物在水平方向上受到滑轮组对它的拉力和地面的摩擦力,又由于重物沿水平面匀速运动,因此摩擦力与拉力大小相等.所以,滑轮对重物的作用力大小等于重物所受地面对它的摩擦力. f=3F,将重物移动1 m,与动滑轮连接的三段绳子的端点都应当移动1 m,所以绳端A移动的距离应为3 m.

  答:900N    3m

  例 3  一条绳子最多能承受1000N的拉力.请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300N的重物,画出滑轮组安装示意图.(动滑轮重及摩擦不计)

  知识点   根据要求组装滑轮组

  闯关点拨     在处理这类问题时,首先要计算出承担物重的绳子段数n ,即   n=G/F.注意n取整数,若计算出n是小数,都采用“入”的办法.

  分析和解   绳子的股数n=G/F=3.3取4,不能按四舍五入去处理.然后,根据 的数值及所需的拉力方向去确定动滑轮与定滑轮个数及绕线方法.如果不要求改变用力方向,则只需要用一个定滑轮,绕线如图(甲);如果要改变用力方向,则需要两个定滑轮,绕线如图乙).

  例 4 如图所示,滑轮重1N,悬挂在弹簧秤下端,作用在绳端的拉力F是2N,物体G重100N,则弹簧测力计的示数是_________N,水平地面受到物体G的压力是_________N.(不计摩擦)

  知识点  滑轮的知识与其他知识的综合运用

  闯关点拨   该题应对研究对象进行受力分析并结合力的平衡知识求解.

  分析和解   滑轮在竖直方向上受到竖直向下的重力1N,两股绳竖直向下的拉力,其中每股绳上的拉力都是2N,

  滑轮受到弹簧测力计竖直向上的拉力,由于滑轮处于平衡状态,受到的是平衡力,弹簧测力计的示数是5N。

  物体G放置在水平地面上,受到竖直向下的重力G=100N,绳子竖直向上的拉力F=2 N,还受到水平地面竖直向上的支持力N,由于物体静止不动,它受到的是平衡力.

  N=G-F=100N-2N=98N.

  说明:水平地面对物体的支持力是98N,由于物体对水平地面的压力和水平地面对物体支持力是大小相等,所以物体G对水平地面的压力就等于98N.

  例5  在不计机械自重和摩擦的情况下,能用10N的拉力刚好提起重20N物体的简单机械有(    )

  A.一个动滑轮          B.一个定滑轮

  C.杠杆          D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组

  闯关点拨  根据题意,F=1/2G,A、D都符合要求;若使用杠杆,只要满足动力臂是阻力臂的两倍,也符合;使用定滑轮不能省力,所以B不满足要求.


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