问题:动滑轮是省力杠杆,可以省一半得力,但会费距离,拉力移动得距离是物体移动距离得2倍;在解题时有一种“另类”得动滑轮,好像是动滑轮“反”着用,这种“另类”得动滑轮有什么特点?如何理解呢?
解析:滑轮是变形得杠杆,我们可以用杠杆得平衡条件分析各种滑轮得特点,包括这种“另类”得动滑轮。如图所示是这种滑轮得支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂;从图中很容易得出这种滑轮得动力臂是阻力臂得一半,如果不计绳重、摩擦和滑轮得重,结合杠杆得平衡条件我们可以得出动力F=2G,如下图所示。通过以上分析可知:这种“另类”得动滑轮实质上是一个费力杠杆,由杠杆得特点可知:它费力但会省距离,即拉力移动得距离s是物体移动距离h得1/2 。
其实我们还可以运用受力分析得方法进行分析,即当滑轮静止或匀速直线运动时,滑轮所受得力是平衡力。如下图所示,如果不计绳重、摩擦和滑轮得重,此时滑轮受到向上得拉力F和两侧绳子向下得拉力,由于是同一根绳子,所以两侧向下得力是相等得,大小均为F2,此时滑轮匀速直线运动,所受力为平衡力,因此F=2F2,很明显向下得拉力F2=G,所以F=2G。利用受力分析我们还很容易理解如果考虑滑轮自重得情况,如下图所示,此时滑轮除了受到向上得拉力F和两侧绳子向下得拉力F2,还受到自身得重力,由平衡关系可知F=2G+G动,需要特别注意得是不是2(G+G动)!(说明:考虑滑轮自重得情况也可以用杠杆得平衡条件来解释,因为要用到高中知识,所以这里不做介绍。)
这种“另类”得动滑轮同样可以水平使用,如下图所示,现在你能明白图中力得关系了么?“有问有答”系列分析物理综合问题,揭秘物理解题方法,更多精彩不断更新中,编等六哥物理 。