定、动滑轮组装成滑轮组使用时,可以增加与绕过动滑轮的绳子股数,以使阻力可以分担到更多股的绳子上,从而实现更力的目的,但为省力必须付出的代价是:作用在绳子自由端的动力需要移动更远的距离,即费距离。
因为功的原理表明:使用机械时,省力的机械必费距离,省距离的机械必费力,不存在既省力又省距离的机械。
使用中,省力多少和绳子的绕法,决定于滑轮组的使用效果。动滑轮被几根绳子承担,力就是物体和动滑轮总重的几分之一。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)。
其次,按要求确定定滑轮个数,原则是: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。
扩展资料
在使用滑轮组移动重物的过程中,物体移动时受到的阻力是我们“工作”的目的,可以称这部分阻力为“有用阻力”,但由于使用了滑轮(组),我们在移动重物克服“有用阻力”的同时,不得不克服由机械带来的“额外阻力”——机械自身重力(如动滑轮重、绳重)和摩擦。
定滑轮可以改变力的方向,但不能省力地拉动物体。动滑轮不可以改变力的方向,但能省一半的力地拉动物体。滑轮组结合了定滑轮和动滑轮,这样既可以改变力的方向,又能很省力地拉动物体。若不计滑轮组使用中所做的额外功,动滑轮用的越多越省力。
参考资料来源:百度百科-滑轮组
原理:动滑轮可以看做是一个省力杠杆,O为杠杆的支点,滑轮的轴是阻力的作用点。被提升的物体对轴的作用力是阻力,绳对轮的作用力是动力。提升重物时,如果两边绳子平行,动力臂为阻力臂的两倍;动滑轮平衡时,动力为阻力的一半。
使用时,轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。动滑轮可以看做是一个省力杠杆,O为杠杆的支点,滑轮的轴是阻力的作用点。被提升的物体对轴的作用力是阻力,绳对轮的作用力是动力。
提升重物时,如果两边绳子平行,动力臂为阻力臂的两倍;动滑轮平衡时,动力为阻力的一半。因此若不计动滑轮自身所受的重力,使用动滑轮可以省一半力,但这时却不能改变用力的方向,向上拉绳才能将重物提起。
计算方法:
一、F=G/2(理想化,不计滑轮受到的重力且只有一个动滑轮)
二、F=(G+G动滑轮)/2(考虑了动滑轮受到的重力且只有一个动滑轮)
三、F=(G+G动滑轮)/(n代表接在动滑轮上的绳子的段数,这是一个滑轮组)
杠杆原理的本质就是用功能原理解释的啊,使用机械时,人们所做功,都等于不用机械而直接用手所做的功,也就是使用任何机械都不省功
这里,提高绳子一端,设提高的高度为L,物体只是移动了提高的距离的1/3,而功=力乘以距离,因此FL=MgL/3,所以力为Mg/3,省力必须费距离,两者乘积就是功是不变的对应理想的(无摩擦力)机械
也可以这样理解,绳子是静止的,它的张力处处都是F才能平衡维持静止,这个物体被三段绳子拉着,每一段的力量都是F,所以3F=Mg
有的中学物理教科书认为,利用滑轮组运输或提升货物,只能省力,但不能省功,中学物理教科书的上述结论对从事机械传动设计工作的工程师影响极大,由于汽车、火车、轮船等运输装置和各种机械装置在使用的过程中会频繁地出现启动、加速、减速、停止等各种运动,并在启动、加速、减速、停止等各种运动过程中消耗大量的能量,完全需要在理论上说明怎样设计或使用汽车、火车、轮船等运输装置的传动系统,以使其处于最佳节能状态,但中学物理教科书的上述结论使得机械工程师在从事机械传动设计时,以及在指导人们使用运输车辆和机械装置时,往往忽略了滑轮组的段数或减速机的传动比在各种状态下与节能的关系,造成现有的许多运输车辆和机械传动装置在运行过程中的能量消耗较高,输送货物数量较少。