同學(xué)們剛學(xué)滑輪組問(wèn)題時(shí)，普遍感覺(jué)比較吃力.特別是對(duì)滑輪組中力的關(guān)系理解不清，常常會(huì)混淆.解滑輪組問(wèn)題一般可分為兩種類型:一是已知滑輪組的構(gòu)成方式，求繩子的受力情況;二是已知繩子的受力情況，設(shè)計(jì)滑輪組的構(gòu)成方式，畫(huà)出滑輪組的示意圖.

一、分析滑輪組繩子的受力情況

使用滑輪組可以省力，也可以改變力的方向，使用時(shí)有n股繩子吊著動(dòng)滑輪，提起物體所用力的大小就是物重動(dòng)力移動(dòng)的距離s和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是:滑輪組用n股繩子吊著動(dòng)滑輪，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的n倍，即s=nh.

確定滑輪組動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)的方法采用“分離法”:在定滑輪與動(dòng)滑輪之間畫(huà)一條虛線，只數(shù)與動(dòng)滑輪相連的繩子的股數(shù)，即為n.如圖1，與動(dòng)滑輪相連的繩子有4股，而最后那股繩子只起到改變力的方向的作用，不承擔(dān)物重.

例1如圖2，物體G重為600N，在滑輪組的作用下上升0.5m.不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦，求拉力F是多少?移動(dòng)了多少米?

解析由圖知，n=5，所以F=G=120N，s=5h=2.5m.

例2如圖3所示滑輪組，拉一物體在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果F為1200N，繩子末端前進(jìn)了1.5m，則物體受到的摩擦力為多少?物體前進(jìn)了多少米?

解析本題應(yīng)對(duì)物體做受力分析.物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它所受摩擦力f與動(dòng)滑輪對(duì)它的拉力F1是一對(duì)平衡力.由圖可知n=3，所以F1=3F=3600N.繩子末端移動(dòng)的距離為物體移動(dòng)距離的3倍，s物=0.5m.

答3600N0.5m.(注意:水平放置的滑輪組，繩子末端拉力的大小與物體受的摩擦力有關(guān)，與物體的重力無(wú)關(guān).)

二、設(shè)計(jì)滑輪組構(gòu)成方式

在設(shè)計(jì)滑輪組構(gòu)成方式時(shí):(1)根據(jù)F

個(gè)數(shù).確定的原則是:一個(gè)動(dòng)滑輪應(yīng)配置一個(gè)定滑輪，當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，可以減少一個(gè)定滑輪，但若要改變力的方向時(shí)，應(yīng)再增加一個(gè)定滑輪.在確定了動(dòng)、定滑輪的個(gè)數(shù)后，繞繩應(yīng)按照“奇拴動(dòng)、偶拴定、一動(dòng)一定”的原則，由內(nèi)向外繞滑輪.

例3一根繩子只能承受500N的拉力，用它來(lái)提起重1600N的物體，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦，至少需要幾個(gè)滑輪?畫(huà)出裝配圖.

滑輪應(yīng)是2個(gè).如果我們不清楚需要幾個(gè)定滑輪，可以先按照“奇動(dòng)偶定”的方法，選好繩子的起點(diǎn)，按照要求一個(gè)一個(gè)地組裝，直到滑輪組能夠滿足要求.(注意題中“至少”二字)

練習(xí)

(1)如圖5，彈簧測(cè)力計(jì)A、B分別系于兩個(gè)墻面上，中間滑輪組繩子自由端的拉力F為20N，不計(jì)滑輪重、繩重、測(cè)力計(jì)重和摩擦，則A、B的示數(shù)分別為多少?

(2)一汽車不小心開(kāi)進(jìn)了泥潭中，司機(jī)找來(lái)一套滑輪組，要將汽車從泥潭中拉出，如圖若車重為6×104 N，汽車受到的阻力是車重的0.02倍，忽略滑輪重、繩重及摩擦，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出最省力的繩子繞法.并計(jì)算出司機(jī)最少要用多大的力才能將汽車?yán)鰜?lái).

(3)如圖7所示滑輪組，不計(jì)繩重及摩擦.物重G=50N，繩子自由端的拉力F=15N.①若不計(jì)滑輪重力，則此時(shí)物體對(duì)地面的壓力是多少牛?上面懸掛滑輪組的A處受到的力是多少牛?②若每個(gè)滑輪重10N，則物體對(duì)地面的壓力是多少牛?懸掛滑輪組的A處受到的力是多少牛?