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1、根據(jù)要求設(shè)計(jì)滑輪組
(1)根據(jù)要求確定動(dòng)滑輪上繩的段數(shù)。
(2)根據(jù)繩的段數(shù),確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù):一個(gè)動(dòng)滑輪可拉2段繩,還能改變用力方向;但也可以拉三段繩,但就不能改變用力方向了。
設(shè)想如果需要n段繩(n為偶數(shù))那么就需要個(gè)動(dòng)滑輪和個(gè)定滑輪。穿繩組裝時(shí),繩的固定端要固定在滑輪下的掛鉤上(這叫做“偶定”),若不改變力的方向,還可少用一個(gè)定滑輪,即個(gè)定滑輪。
如果n為奇數(shù),則需要個(gè)動(dòng)滑輪和同樣數(shù)目的定滑輪,穿繩時(shí),繩的固定端要拴在動(dòng)滑輪上方的掛鉤上(這叫做“奇動(dòng)”),這不能改變用力方向,如果還想改變用力方向,就應(yīng)再加一個(gè)定滑輪,即個(gè)定滑輪。
上述方法叫“奇動(dòng)偶定”。
【典型例題】
例1
2、. 如圖1所示,若,當(dāng),求此時(shí)拉力,拉力功率,機(jī)械效率。
圖1
例2. 用一只重為的滑輪按圖2中甲、乙、丙三種方式分別勻速提升重為G的物體(,不計(jì)摩擦),所用拉力分別為F1、F2、F3裝置的機(jī)械效率分別為,則拉力從大到小的順序是_________,機(jī)械效率從高到低的順序是_________。
圖2
例3. 如圖3所示,在水平動(dòng)力F的作用下,使物體m沿水平地面勻速直線運(yùn)動(dòng),若滑輪與繩子質(zhì)量及摩擦不計(jì),已知物體m與地面間的摩擦力為10N,物體m運(yùn)動(dòng)的速度為2m/s。那么關(guān)于拉力F的大小和拉力的功率P的大小,下列說法中正確的是( )
圖3
A. 拉力F的大小為20N
3、 B. 拉力F的大小為5N
C. 拉力的功率P的大小為20W D. 拉力的功率P的大小為10W
例4. 如圖6所示,滑輪自身重力和摩擦不計(jì),請(qǐng)按題中所給的F與G的關(guān)系要求,在圖中用筆畫線代替繩子將滑輪組繞好。
圖6
練習(xí)題1. 如圖1所示的兩個(gè)滑輪中:
圖1
A是_________滑輪,B是__________滑輪,它們組合在一起構(gòu)成一個(gè)__________,使用它可以_________,還可以__________________________。若圖中的每個(gè)滑輪重均為2N,在繩的自由端用20N的力F可以將重_________N的物體勻速提起(不計(jì)摩擦)
2. 如圖
4、2(甲)所示的滑輪中的__________相當(dāng)于杠桿的動(dòng)力臂,若F=25N,不計(jì)動(dòng)滑輪重及摩擦,G=________N。如圖(乙)所示的滑輪中的_________相當(dāng)于杠桿的動(dòng)力臂;若物體重力G=25N,則F=_________N(不計(jì)摩擦)
圖2
3. 是非題:
(1)使用由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組只能省一半力。( ?。?
(2)使用由兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組,若豎直向下用力提起重物,則所用的拉力只能是物體和動(dòng)滑輪總重的四分之一。(不計(jì)摩擦)( ?。?
4. 如圖3所示的滑輪是________滑輪,若彈簧秤示數(shù)為150N,滑輪重30N,則物體重_________
5、N。
圖3
5. 用如圖4所示的滑輪組提起重物,若不計(jì)摩擦和滑輪重,所用的拉力是物重的_________。如果把重物提高1m,繩子的自由端向上移動(dòng)的距離是_________。
圖4
6. 用圖5中所示的滑輪組拉動(dòng)物體A時(shí),怎樣繞線最省力?畫出繞線圖。
圖5
7. 如圖6所示,重50N的物體A在拉力F作用下,沿水平向右方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)的示數(shù)為5N,試求拉力F的大小及物體A受到的摩擦力的大小。
圖6
8. 一個(gè)工人用動(dòng)滑輪提起貨物,它對(duì)繩端的力是120牛,如果物體升高5米,這個(gè)工人做功是多少?
9. 用彈簧測力計(jì)沿斜面拉著重為20牛的物體勻速向上移動(dòng)3米,上升的高度是1米,測力計(jì)的示數(shù)是10牛,求:(1)有用功、總功、額外功各是多少?(2)斜面的機(jī)械效率是多少?