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有關(guān)滑輪的例題【例1】 如圖8所示，利用定滑輪，動滑輪及滑輪組勻速向上提升重物。已知作用在繩子自由端的拉力F甲=F乙=F丙=50牛頓。則：(1)不計動滑輪重和繩與滑輪之間摩擦時，提升的物重分別是：G甲=_牛；G乙=_牛；G丙=_牛。(2)動滑輪重3牛，不計繩與滑輪之間摩擦，提升的物重分別是：G甲=_牛；G乙=_牛；G丙=_牛。(3)當物體被提升2米時。繩子自由端移動的距離分別是：S甲=_米；S乙=_米；S丙=_米。(4)如果物體被提升的速度都是0.2米秒時，繩子自由端移動的速度分別是：V甲=_米秒；V乙=_米秒；V丙=_米/秒?！痉治觥?定滑輪的實質(zhì)是等臂杠桿，它的作用：不省力，但是可以改變用力方向。動滑輪實質(zhì)是動力臂是阻力臂2倍的杠桿，它的作用是：省力，但不能改變用力方向。首先分清滑輪是定滑輪還是動滑輪，然后找F與G的關(guān)系?！窘獯稹?(1)G甲=50牛；G乙=100牛；G丙=150牛。(2)G甲=47牛；G乙=97牛；G丙=147牛。(3)S甲=2米；S乙=4米；S丙=6米。(4)V甲=0.2米秒；V乙=0.4米秒；V丙=0.6米秒?！菊f明】 對于定滑輪，動滑輪和滑輪組明確以下5個關(guān)系對于分析問題是很重要的（以豎直向上提升重物的滑輪、滑輪組為例）。(1)當不考慮動滑輪重及繩與滑輪之間摩擦時，拉力與被提升的物重有如下關(guān)系：(2)若考慮動滑輪重，不計摩擦時，拉力與被提升物重有如下關(guān)系：(3)若考慮摩擦，則上述關(guān)系有如下變化：(4)繩子自由端（即：拉力作用點）移動的距離S與重物被提升的距離h的關(guān)系；S=nh（n為向上提升物體繩的段數(shù)）(5)繩子自由端（即拉力作用點）移動速度VF，重物被提升的速度VG關(guān)系： 【例2】 如圖9所示中，通過定滑輪勻速提起重物G時，向三個方向拉動的力分別為F1、F2、F3，則三個力大小關(guān)系是 AF1最大 BF2最大CF3最大 D一樣大【分析】 由于定滑輪支點在輪中心，而輪中心到輪邊的各點距離相等（半徑），即三個力的力臂都相等且都等于物體重力的力臂。【解答】 D【例3】 如圖10所示，若拉力F=900牛頓，物體A重1500牛頓，不計滑輪重和繩與滑輪間摩擦。當繩子自由端移動3米，則沿水平方向勻速拉動物體A前進時，物體A與地面間摩擦力是_牛頓，物體A移動_米?！痉治觥窟@是一類滑輪組常見的問題。不計滑輪重和繩與滑輪間摩擦，但是物體A與地面間是有摩擦力的。分析可知：有3段繩子分擔了對A向左的拉條件可知：水平方向上物體A受的拉力與摩擦力大小相等，題中物體A的重力是干擾條件，所以f=F拉。由此可知：f=3F=3900牛=2700牛頓，繩子自由端移動距離S與物體A移動距離S間有如下關(guān)系：S=3S 所以【解答】 本題答案應(yīng)為：2700,1【說明】 A物體處于勻速運動，它水平方向所受的拉力和摩擦力互為平衡力。動滑輪通過繩子拉物體A，物體A也通過繩子拉動滑輪，這一對力為作用力與反作用力。在討論兩個以上物體連接時，要注意區(qū)分平衡力與作用力、反作用力，前者的受力物體一定是同一物體，作用力與反作用力的受力物體是彼此發(fā)生相互作用的兩個物體。至于動滑輪，可以省力，但費距離，拉力是重物的幾分之一拉力作用點移動的距離就是物體移動距離的幾倍。【例4】 不計滑輪重，用200N的力提升900N的重物，應(yīng)至少用幾個滑輪了如何安裝？【解答】需四個滑輪，兩個動滑輪，兩個定滑輪，如圖1313所示安裝?！菊f明】因繩子的段數(shù)必須整數(shù)，所以n的取值不能根據(jù)四舍五入原則，而是應(yīng)該用“進位”原則?！纠?】 按照圖11所給的省力要求串繞滑輪組。圖中G為動滑輪的重量，F(xiàn)表示拉力，G表示物重（繩與滑輪之間的摩擦不計）?！痉治觥?圖12甲為滑輪組的側(cè)面圖，圖12乙為滑輪組的正面圖拉力是重力的幾分之一，就有幾條繩子連接動滑輪。【解答】【說明】滑輪組是定涔輪和動滑輪的組合，分析滑輪組省多少力的關(guān)鍵是判斷有幾段繩子承擔物體與動滑輪的重力?？墒箘踊喓投ɑ喼g劃一條橫線，數(shù)一數(shù)橫線下方有幾段繩子，那么拉務(wù)就是重力的幾分之一。【例6】 使用一滑輪裝置，拉動汽車。若汽車的阻力是8.4104牛頓。在不計滑輪的摩擦的情況下，能拉動汽車所用的最小拉力是多少？【解答】 要使拉動汽車的力最小，應(yīng)人動滑輪開始繞線。數(shù)繩子的段數(shù)要數(shù)動滑輪上的繩子數(shù)。動滑輪上有三段繩子承擔阻力，所以所用拉力F為阻力的三分之一，即2.8104牛頓?！菊f明】 判斷滑輪組省力的情況可用兩種方法來解決。(1)一條繩子串繞在滑輪組上以后，繩子就被動滑輪和定滑輪分成了幾段，除了手拉出一段需要判斷是否承受重力外，其余幾段都是承擔重力的。手拉的一段如果與動滑輪直接接觸，就承擔重力；如果與定滑輪直接接觸就不承擔重力。(2)在動滑輪與定滑輪之間畫一條虛線將它們隔離開來，只查繞在動滑輪上的繩子的段數(shù)幾，繩子的拉力就是承擔物重的幾分之一?！纠?】 如圖14所示裝置處于平衡狀態(tài)，已知：甲=2103千克米3，m甲m乙=14（不計動滑輪重及繩與輪間摩擦），水平桌面對乙的支持力為F，若甲浸沒在水中，此裝置仍平衡時，水平桌面對乙的支持力為F。則FF=_【分析】 這是滑輪組與浮力的綜合問題。對兩個平衡狀態(tài)下的甲乙物體進行受力分析，列出平衡方程，找出各力關(guān)系，用阿基米德原理展開即可求解。【解答】 甲未浸入水前：由受力分析（如圖所示）可得：由式得：F拉乙=2F拉甲2G甲代入式：F=G乙F拉乙=G乙2G甲甲浸沒水中后：由受力分析（如圖所示）可得：由式得：F拉乙=2F拉甲由式得：F抇拉甲=G甲-浮甲F拉乙=2（G甲浮甲）F=G乙-?甲+2F浮甲m甲