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滑輪

補充:0  瀏覽:13231  發布時間:2011-10-12
  滑輪是一個周邊有槽,能夠繞軸轉動的小輪。由可繞中心軸轉動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索(繩、膠帶、鋼索、鏈條等)所組成的可以繞著中心軸轉動的簡單機械叫做滑輪。
  滑輪的種類
  定義
  滑輪是一個周邊有槽,能夠繞軸轉動的小輪。   
  【由可繞中心軸轉動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索(繩、膠帶、鋼索、鏈條等)所組成的可以繞著中心軸轉動的簡單機械叫做滑輪。】   
  滑輪是變形杠桿,屬于杠桿類簡單機械,用途很廣。在我國早在戰國時期的著作《墨經》中就有關于滑輪的記載。中心軸固定不動的滑輪叫定滑輪,是變形的等臂杠桿,不省力但可以改變力的方向。中心軸跟重物一起移動的滑輪叫動滑輪,是變形的不等臂杠桿,能省一半力,但不改變力的方向。實際中常把一定數量的動滑輪和定滑輪組合成各種形式的滑輪組。滑輪組既省力又能改變力的方向。   工廠中常用的差動滑輪(俗稱手拉葫蘆)也是一種滑輪組。滑輪組在起重機、卷揚機、升降機等機械中得到廣泛應用。滑輪在人教版科學六年級上、滬教八年級(全一冊)等書中曾以知識點的形式出現,要求分辨省力、變向、和畫滑輪組。
  材質
  木滑輪、鋼滑輪和工程塑料滑輪
  使用方法
  定滑輪、動滑輪以及動、定滑輪組成的滑輪組
  數目
  單滑輪、雙滑輪、三滑輪、四滑輪以至多輪等多種
  作用
  導向滑輪、平衡滑輪
  連接方式
  吊鉤式、鏈環式、吊環式和吊鏈式。
  構造
  滑輪組是由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成,可以達到既省力又改變力作用方向的目的。使用中,省力多少和繩子的繞法,決定于滑輪組的使用效果。動滑輪被兩根繩子承擔,即每根繩承擔物體和動滑輪   力就是物體和動滑輪總重的幾分之一。   
  數,原則是:n為奇數時,繩子從動滑輪為起始。用一個動滑輪時有三段繩子承擔,其后每增加一個動滑輪增加二段繩子。如:n=5,則需兩個動滑輪(3+2)。n為偶數時,繩子從定滑輪為起始,這時所有動滑輪都只用兩段繩子承擔。如:n=4,則需兩個動滑輪(2+2)。   
  其次,按要求確定定滑輪個數,原則是:一般的:兩股繩子配一個動滑輪,一個動滑輪一般配一個定滑輪。力作用方向不要求改變時,偶數段繩子可減少一個定滑輪;要改變力作用方向,需增加一個定滑輪。   
  綜上所說,滑輪組設計原則可歸納為:奇動偶定;一動配一定,偶數減一定,變向加一定。   由可繞中心軸轉動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索(繩、膠帶、鋼索、鏈條等)所組成的可以繞著中心軸轉動的簡單機械。滑輪是杠桿的變形,屬于杠桿類簡單機械。在我國早在戰國時期的著作《墨經》中就有關于滑輪的記載。中心軸固定不動的滑輪叫定滑輪,是變形的等臂杠桿,不省力但可以改變力的方向。中心軸跟重物一起移動的滑輪叫動滑輪,是變形的不等臂杠桿,能省一半力,但不改變力的方向。實際中常把一定數量的動滑輪和定滑輪組合成各種形式的滑輪組。滑輪組既省力又能改變力的方向。   工廠中常用的差動滑輪(俗稱手拉葫蘆)也是一種滑輪組。滑輪組在起重機、卷揚機、升降機等機械中得到廣泛應用。   
  滑輪有兩種:定滑輪和動滑輪 ,組合成為滑輪組。   
  (1)定滑輪   
  定滑輪實質是等臂杠桿,不省力也不費力,但可以改變作用力方向.   
  定滑輪的特點   
  通過定滑輪來拉鉤碼并不省力。通過或不通過定滑輪,彈簧秤的讀數是一樣的。可見,使用定滑輪不省力但能改變力的方向。在不少情況下,改變力的方向會給工作帶來方便。   
  定滑輪的原理   
  定滑輪實質是個等臂杠桿,動力L1.阻力L2臂都等于滑輪半徑。根據杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的結論。   
  (2)動滑輪   
  動滑輪實質是動力臂為阻力臂二倍的杠桿,省1/2力多費1倍距離.   
  動滑輪的特點   
  使用動滑輪能省一半力,費距離。這是因為使用動滑輪時,鉤碼由兩段繩子吊著,每段繩子只承擔鉤碼重的一半。使用動滑輪雖然省了力,但是動力移動的距離大于鉤碼升高的距離,即費了距離。    動滑輪的原理   
  動滑輪實質是個動力臂(L1)為阻力臂(L2)二倍的杠桿。   
  (3)滑輪組    
  滑輪組:由定滑輪跟動滑輪組成的滑輪組,既省力又可改變力的方向.   
  滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是總重的幾分之一.繩子的自由端繞過動滑輪的算一段,而繞過定滑輪的就不算了.   
  使用滑輪組雖然省了力,但費了距離,動力移動的距離大于重物移動的距離.   
  滑輪組的用途:   
  為了既節省又能改變動力的方向,可以把定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。   
  省力的大小   
  使用滑輪組時,滑輪組用幾段繩吊著物體,提起物體所用的力就是物重的幾分之一。   
  滑輪組的特點   
  用滑輪組做實驗,很容易看出,使用滑輪組雖然省了力,但是費了距離——動力移動的距離大于貨物升高的距離。
  定滑輪
  定義
  使用滑輪時,軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪
  特點
  定滑輪實質是等臂杠桿,不省力,但可改變作用力方向.   
  杠桿的動力臂和阻力臂分別是滑輪的半徑,由于半徑相等,所以動力臂等于阻力臂,杠桿既不省力也不費力。   
  通過定滑輪來拉物體并不省力。通過或不通過定滑輪,彈簧測力計的讀數是一樣的。可見,使用定滑輪不省力但能改變力的方向。在不少情況下,改變力的方向會給工作帶來方便。
  原理
  定滑輪實質是個等臂杠桿,動力臂(L1)、阻力臂(L2)都等于滑輪半徑。根據杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的結論。
  特點
  動滑輪實質是動力臂為阻力臂二倍的杠桿,省1/2力多費1倍距離.   
  使用動滑輪能省一半力,費距離。這是因為使用動滑輪時,鉤碼由兩段繩子吊著,每段繩子只承擔鉤碼重的一半。使用動滑輪雖然省了力,但是動力移動的距離大于鉤碼升高的距離,即費了距離。   軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪,稱為動滑輪。它是變形的不等臂杠桿,能省一半力(不考慮滑輪的重力與摩擦力的情況下),但不改變用力的方向。 
  使用動滑輪能省一半力,費距離。這是因為使用動滑輪時,鉤碼由兩段繩子吊著,每段繩子只承擔鉤碼重的一半。使用動滑輪雖然省了力,但是動力移動的距離是鉤碼升高的距離的2倍,即費了距離。不能改變力的方向。隨著物體的移動而移動。
  原理
  不改變力的方向,動滑輪的原動滑輪實質是個動力臂(L1)為阻力臂(L2)二倍的杠桿。(省力)
  定義
  滑輪組:由定滑輪和動滑輪組成的滑輪組,既省力又可改變力的方向. 
  用途
  為了既節省又能改變動力的方向,可以把定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。省力的大小   
  使用滑輪組時,G物+G動滑輪有幾條繩索承受,提起物體所用的力就是物重的幾分之一。
特點
  滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是總重的幾分之一.繩子的自由端繞過動滑輪的算一段,而繞過定滑輪的就不算了.   
  使用滑輪組雖然省了力,但費了距離,動力移動的距離大于重物移動的距離.費距離的多少主要看定滑輪的饒繩子的段數.   
  用滑輪組做實驗,很容易看出,使用滑輪組雖然省了力,但是費了距離——動力移動的距離大于貨物升高的距離。
關系
  幾個關系(滑輪組豎直放置時):(1)s=nh (2)F=G總 /n(不計摩擦)   
  其中 s:繩端移動的距離 h:物體上升的高度   
  G總:物體和動滑輪的總重力   
  F:繩端所施加的力 n:拉重物的繩子的段數   
  F=1/n×(G物+G動)
  在繞時遵循:奇動(滑輪)偶定(滑輪)的原則   
  在進行連接滑輪組時,要一個動滑輪一個定滑輪的連,否則將連接失敗   
  根據F=(1/n)G可知,不考慮摩擦及滑輪重,要使2400N的力變為400N需六段繩子,再根據偶定奇動原則,有偶數段繩子,故繩子開端應從定滑輪開始,因為要六段繩子,所以需要三個并列的整體動滑輪,對應的,也需要三個并列的定滑輪,從定滑輪組底部的勾勾處繞起,順次繞過第一個動滑輪,第一個定滑輪,第二個…直到最后一段繩子繞過第三個定滑輪,此時繩子方向即向下,且會使拉力為400N(不考慮摩擦與滑輪重)

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