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滑轮受力分析

滑轮受力分析
滑轮受力分析

图2

F

F

G

F 1 F 2

F 3 图1

九年级物理分析受力练习题及答案分析

同学们在遇到滑轮或滑轮组问题时,对滑轮及滑轮组的动力或阻力大小判断有时不知从何下手,本文就此问题希望能指点迷津,帮助同学们正确理解滑轮。 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。 如图1,用定滑轮沿不同的方向提升重物,判断1F 、2F 、3F 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,拉力的力臂都是轮的半径,所以,拉力大小都等于被提起的物体的重力。所以321F F F ==

二、滑轮两边力平衡

滑轮静止或做匀速直线运动时,滑轮受到相反方向上的合力相互平衡。

如图2用动滑轮匀速竖直提升重物,拉力F 与物体重G 的关系。

分析 不计滑轮重,动滑轮处于平衡状态,如图2甲,则 …

G F =2 即G F 2

1=

若动滑轮的重量为0G ,如图2乙,则02G G F += 即 )(2

1

0G G F +=

下面就利用上面的结论解决有关滑轮的一些问题。 例1 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1G 与2G 之比为( )

A .1∶1

B .2∶1

C .1∶2

D .1∶3 …

分析 依据一个绳子力相等,每段绳子上受到的拉力都是F ,动滑轮处于平衡状态,所以2122G F G ==,即1G ∶2G =2∶1故选B 。

例2、如图4用用滑轮组允速拉动水平面上的物体,若所用的拉力F 为10N ,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, 物体做匀速直线运动,物体受到的摩擦力与3F 平衡,所以

N F f 303== 。

例3 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3N ,忽略滑轮、绳与测力

F F

F

图3

f

F

F 3F

图4

f

f

图5

计重及滑轮与轴间的摩擦,则人的拉力F 为( )

A .3N

B .4N

C .6N

D .8N

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与对动滑轮的拉力都等于3N ,动滑轮做匀速直线运动,水平方向上受力平衡,所以,N N f F 6322=?==。 例4 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8,有 G F =4,所以,G F 4

1

=

例5 如图7,动滑轮重5N ,物体G 的重量为15N ,用力F 使物体匀速上升,求所用力F 的大小(不计摩擦)。

分析 如图,根据同一根绳子受力相等,标出各绳子所受力,以滑轮为研究对象,再依据滑轮所受力平衡,有

N N N G G F 35515220=+?=+=。

例6 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。物体受到的总的拉力是F 7,物体处于平衡状态,所以G F =7,即G F 7

1

=

。 由上面的例题可以看出,在判断滑轮或滑轮组的省力或费力情况时,先从动力端入手,依据滑轮两边力相等,逐个分析滑轮的受力情况,最后根据力的平衡,得出结论。.

F F

G

2F 图6

G

G 0

图7

2F

G

图8

F

4F 4F

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