滑轮省力原理的物理知识 动滑轮的实质是什么杠杆原理

滑轮省力原理 , 简单而又不简单的力学知识!
滑轮是一个周边有槽 , 能够绕轴转动的小轮 。由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的绳、胶带、钢索、链条等所组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械叫做滑轮 。
如下图 , 是一个等臂杠杆 , 如果在它的上方和下方加一个半圆板 , 并在支点处安装一个轴使它能转动 , 这就是滑轮 。

滑轮省力原理的物理知识 动滑轮的实质是什么杠杆原理

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所以 , 滑轮的实质是可以转动的杠杆 。杠杆的平衡条件同样适用于滑轮 。
滑轮有三类: 定滑轮:在转动的过程中 , 它的轴固定不动 , 或者说它的位置不发生改变 。动滑轮:在转动的过程中 , 其轴可以随物体一起移动 , 或者说 , 轴的位置不断改变 。滑轮组:二个以上的滑轮组合 。
定滑轮的特点:如图 , 根据杠杆原理分析:不计摩擦 , F1l1=F2l2 , 因为 L1=L2 , 所以 , F1=F2 , 定滑轮的实质是等臂杠杆 , 使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向 。

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动滑轮特点:如下图 , 不计动滑轮的重和摩擦 , 根据杠杆原理分析:F1l1=F2l2 , 因为L1=2L2 , 所以 , 动滑轮的实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆 。使用动滑轮能省一半的力 , 但不能改变动力的方向 。动滑轮的支点是变化的 。如只忽略轮轴间的摩擦则:拉力F= (G物 G动)/2 。

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滑轮组特点:使用滑轮组既能省力 , 有时能够改变动力的方向 。不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力 , 拉力F= G/n。如只忽略轮轴间的摩擦 , 则拉力F= (G物 G动)/n 。
滑轮组是若干个定滑轮和动滑轮匹配而成 , 可以达到既省力又改变力作用方向的目的 。使用中 , 省力多少决定绳子的绕法 。

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原则是:n为奇数时 , 绳子从动滑轮为起始 。用一个动滑轮时有三段绳子承担 , 其后每增加一个动滑轮增加二段绳子 。如:n=5 , 则需两个动滑轮(3 2) 。n为偶数时 , 绳子从定滑轮为起始 , 这时所有动滑轮都只用两段绳子承担 。如:n=4 , 则需两个动滑轮(2 2) 。
按要求确定定滑轮个数 , 原则是:一般的:两股绳子配一个动滑轮 , 一个动滑轮一般配一个定滑轮 。力作用方向不要求改变时 , 偶数段绳子可减少一个定滑轮;要改变力作用方向 , 需增加一个定滑轮 。
滑轮组设计原则可归纳为:奇动偶定;一动配一定 , 偶数减一定 , 变向加一定 。
在以上知识的基础上 , 我们就可以讨论滑轮省力的物理原理 。对于定滑轮 , 上面讨论的是理想机械 , 实际使用定滑轮时 , 要考虑转轴摩擦、绳子和滑轮之间的摩擦 , 所以 , 使用定滑轮不能省力 , 不在本文讨论之列 。
滑轮组的省力道理与动滑轮一样 , 只是动滑轮的数量不同而已 , 因此 , 本文也不讨论滑轮组 , 只讨论典型滑轮----动滑轮 。
【滑轮省力原理的物理知识 动滑轮的实质是什么杠杆原理】第一 , 我们可以用杠杆原理分析动滑轮的省力原理 。
如果是理想的动滑轮 , 不计动滑轮的重和摩擦 , 根据杠杆原理分析 , 动力臂为阻力臂的2倍 , 使用动滑轮能省一半的力 。使用动滑轮 , 动力移动的距离大于重物移动的距离 。

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第二 , 从静力平衡的角度分析动滑轮的省力原理 。

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