6.6 探究滑轮的作用
定滑轮和动滑轮
知识点一 定滑轮
1.滑轮:是一个周边有槽,可绕轴转动的轮,滑轮可以看成是杠杆的变形,所以我们可以利用杠杆的原理来分析研究它。
根据滑轮使用的情况不同,滑轮可分为动滑轮和定滑轮两种。
2.定滑轮:定滑轮在使用时滑轮轴的位置固定不动。如图所示是定滑轮的示意图。
定滑轮的特点是不省力,但能改变力的方向,给工作带来方便。
拓展:定滑轮实质是个等臂杠杆,它的支点就是滑轮的轴,动力臂和阻力臂分别是滑轮的半径,所以定滑轮不省力,也不省距离。
例1 如图所示,物体G分别在拉力F1、F2、F3作用下静止,不计摩擦,比较三个力,则有( )
A.F1最大 B.F2最大
C.F3最大 D.F1、F2、F3一样大
解析:定滑轮的实质是等臂杠杆,不计摩擦,根据杠杆的平衡条件可知,F1、F2、F3一样大。
答案:D
知识点二 动滑轮
动滑轮:在使用时,滑轮的轴随重物一起运动,叫动滑轮,如图所示是动滑轮的示意图。动滑轮的特点是可以省一半力,但不能改变力的方向,且费距离。
拓展:动滑轮是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,支点在滑轮的边缘上,随着动滑轮位置的变化,支点的位置也在变化,阻力作用点在轮的中心,所以阻力臂为轮的半径,动力作用点在轴的边缘上,动力臂为轮的直径,所以省一半力,但费了距离。
例2 用动滑轮拉物体,不计绳重、摩擦和动滑轮自重,当沿不同方向将物体匀速拉起时,拉力分别为F1、F2、F3,如图所示,则这三个力之间的大小关系正确的是( )
A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3
C.F1=F2=F3 D.无法判断
解析:固定绳子的一端与动滑轮接触的地方为支点,各力臂由图可知,F1的力臂为直径,力臂最大,F2的力臂较大,F3的力臂最小,由杠杆平衡条件知,当阻力与阻力的力臂的乘积一定时,动力臂越大,动力越小,所以三个力的关系为:F1<F2<F3。
答案:B
点拨:本题考查了动滑轮的特点,由题可知,在使用动滑轮时,只有当竖直向上拉绳子时,拉力才是物重的一半。