有關(guān)滑輪組的裝配問(wèn)題,既是中學(xué)物理的重點(diǎn)內(nèi)容,同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容。本專(zhuān)題對(duì)此問(wèn)題作了全面而又透徹的分析。
首先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題:
例1.如圖,請(qǐng)按要求組裝滑輪組,要求:F= 。
解析:第一步,先根據(jù)公式n= 算出繩子的股數(shù)n= =5。
第二步,根據(jù)奇動(dòng)偶定規(guī)律確定繩頭應(yīng)纏繞在哪個(gè)滑輪上。
因?yàn)閚=5,所以應(yīng)繞在動(dòng)滑輪上。(如上圖)
有些題目動(dòng)滑輪和定滑輪并沒(méi)有畫(huà)出來(lái),因而首先必須確定動(dòng)滑輪、定滑輪個(gè)數(shù),增加了解題難度。
例2.已知用滑輪組提升重物G時(shí),拉力F= ,F(xiàn)方向向下,不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦,在圖中畫(huà)出繩子的繞法。
解析:第一步,股數(shù)n= =4,即繩子股數(shù)確定為4,但是遇到了一個(gè)問(wèn)題,即動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)n 與定滑輪個(gè)數(shù)n 的確定。
第二步,確定方法:n = =2,
n =n = =2(可以改變用力的方向)
或n = -1=1(不可以改變用力的方向)
第三步,根據(jù)奇動(dòng)偶定規(guī)律,可確定組裝圖如上圖。
有了以上的解題方法看起來(lái)好像能夠解決所有問(wèn)題了,但實(shí)際上是這樣嗎?我們來(lái)看下面的這道題目。
例3.現(xiàn)有一根繩子只能承受1000N的拉力,要使它能提起重4200N的重物,應(yīng)怎樣裝配滑輪組?(動(dòng)滑輪重及摩擦不計(jì))
解析:第一步,n= = =4.2。剛開(kāi)始我們便遇到了一個(gè)問(wèn)題,怎么辦?
我們采取“進(jìn)一法”,即 n=5。
第二步,確定動(dòng)滑輪與定滑輪個(gè)數(shù)。
n = =2.5,這里我們又遇到了新問(wèn)題,即滑輪個(gè)數(shù)為小數(shù)的問(wèn)題,此時(shí)應(yīng)采用取整數(shù)法,即n =2,
n =n =2(不可以改變用力的方向)
n =n +1=3(可以改變用力的方向)
這里讀者要注意的是定滑輪個(gè)數(shù)公式和上題的不同之處。
綜合以上各種情況,我們最終對(duì)此問(wèn)題歸納如下:
第一步,先根據(jù)公式n= 算出繩子的股數(shù),若n為小數(shù)則采取“進(jìn)一法”。
第二步,確定動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)n 與定滑輪個(gè)數(shù)n 。
(1)若n為偶數(shù),則n =n = (可以改變用力的方向),
或n = -1(不可以改變用力的方向)。
(2)若n為奇數(shù),則n =n +1= +1(可以改變用力的方向)。
或n =n = (不可以改變用力的方向),
(3)若n為小數(shù),則取其整數(shù)部分。
第三步,根據(jù)奇動(dòng)偶定規(guī)律確定繩頭應(yīng)纏繞在哪個(gè)滑輪上。
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文?!?/p>