滑輪
滑輪分定滑輪和動(dòng)滑輪兩種
定滑輪:
定義:中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。
實(shí)質(zhì):定滑輪的實(shí)質(zhì)是:等臂杠桿。
特點(diǎn):使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向。
對理想的定滑輪(不計(jì)輪軸間摩擦)F=G。
繩子自由端移動(dòng)距離SF(或速度vF)=重物移動(dòng)的距離SG(或速度vG)
動(dòng)滑輪:
定義:和重物一起移動(dòng)的滑輪。(可上下移動(dòng),也可左右移動(dòng))
實(shí)質(zhì):動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是:動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。
特點(diǎn):使用動(dòng)滑輪能省一半的力,但不能改變動(dòng)力的方向。
理想的動(dòng)滑輪(不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力)則F=G/2,忽略輪軸間摩擦則
拉力F=(G物+G動(dòng))繩子自由端移動(dòng)距離SF(或vF)=2倍的重物移動(dòng)的距離SG(或vG)
滑輪組
定義:定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組。
特點(diǎn):使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向。但是費(fèi)距離。
省力情況:為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)。
① 若不考慮滑輪重及摩擦,拉力F=G/
② 若不考慮摩擦,而考慮動(dòng)滑輪重,則拉力F=(G物+G動(dòng))/
繩子自由端移動(dòng)距離s與物體提升高度h的關(guān)系:s=h
的判斷方法:與動(dòng)滑輪連接的繩子段數(shù)是多少,就是多少。
組裝滑輪組方法:首先根據(jù)公式=(G物+G動(dòng))/F求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。
滑輪組省力情況:幾段繩子承擔(dān)重物和動(dòng)滑輪的總重,提起重物所用力就是物重的幾分之一。
繞線方法:
① 已知滑輪和承擔(dān)物重的繩子段數(shù),畫繞線:若是奇數(shù),則繩子的固定端拴在動(dòng)滑輪上;若是偶數(shù),則繩子的固定端拴在定滑輪上(“奇動(dòng)偶定”)。連線時(shí)由內(nèi)向外依次纏繞滑輪。
② 已知滑輪和拉力方向,畫繞線:若拉力方向向上(指向用來固定滑輪的墻面),則繩子的末端與動(dòng)滑輪相連;若拉力的方向向下,則繩子的固定端拴在定滑輪上。連線時(shí)由外向內(nèi)纏繞,最后找出繩子起點(diǎn)的固定位置。
③ 已知滑輪組,畫最小拉力:使繩子承擔(dān)物重的段數(shù)為最大即可。若滑輪組中動(dòng)滑輪和定滑輪數(shù)目不等,那么答案很明顯;若滑輪組中動(dòng)滑輪和定滑輪的數(shù)目相等,那么是奇數(shù)。
輪軸:
定義:由兩個(gè)半徑不同的輪子固定在同一轉(zhuǎn)軸上的裝置叫做輪軸。半徑較大的輪叫輪,半徑較小的輪叫軸。
實(shí)質(zhì):輪軸其實(shí)質(zhì)是一個(gè)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿,也有三點(diǎn):支點(diǎn)、用力點(diǎn)、阻力點(diǎn),動(dòng)力作用在輪上省力,作用在軸上費(fèi)力。
輪軸的作用:省力、方便;當(dāng)軸不變時(shí),輪越大,用力點(diǎn)作用在輪上越省力。
特點(diǎn):動(dòng)力作用在輪上時(shí),使用輪軸省力,但是費(fèi)距離;
動(dòng)力作用在軸上時(shí),使用輪軸費(fèi)力,但是省距離。
輪軸公式:F2/ F1=R/r. 式中R為輪半徑,r為軸半徑,F(xiàn)2為作用在輪上的力,F(xiàn)1為作用在軸上的力.
輪軸的應(yīng)用:水龍頭、螺絲刀、方向盤、門鎖把、鑰匙、自行車龍頭、閥門、圓規(guī)(費(fèi)力)、轆轤
斜面:
斜面是一種省力,但卻費(fèi)距離的簡單機(jī)械。
特點(diǎn):省力、費(fèi)距離
原理:Fl=Gh(F——沿斜面方向的推力;l——斜面長;G——物重;h——斜面高度)
如果斜面與物體間的摩擦為f ,則:Fl=fl+Gh
斜面的作用:省力。當(dāng)斜面高度相同時(shí),斜面越長越省力。
應(yīng)用:盤山公路、旋轉(zhuǎn)式樓梯、螺絲釘、螺旋千斤頂?shù)?/div>
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