物重为G,向上拉力为F,要求使用轮轴,且F=0.2G,画出装置图。这类题怎么做?

2025-05-15 18:28:27
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回答1:

滑轮题,主要要理解到动滑轮和定滑轮的原理。
对动滑轮、定滑轮作受力分析,当滑轮平衡时,无外乎受到三个力,其中两个力是经过滑轮的绳子对滑轮产生的拉力f1、f2,这两个力沿着绳子的方向,大小相等。而另外一个力F与绳子拉力f的合力相反,大小相等。
1、动滑轮是将重物挂在滑轮上,那么它提供的是F。而拉力f1、f2的合力刚好与之抵消,如果F与f1、f2方向相反,那么f1=F/2(大小)
2、定滑轮是将重物挂在绳子上,那么它提供的是f1.f1与f2大小相同,如果F与f1、f2方向相反,那么F=2f1.
3、当f1与F之间方向不是恰好相反时,需要作受力分解得到两个相互垂直方向上的力的合力分别为零。而要是f1与F产生固定夹角,最为简单的办法是采用定滑轮,使固定绳子的一端与定滑轮产生一定的夹角。

……运用到实际的本题中。要用0.2G的力拉动G使之保持平衡,那么将物体与滑轮组看做一个整体,比如受到另外一个力P,在P、F、G三个力的合力为零。
P和F在竖直方向上的合力为G,在水平方向上的合力为零。
F这时FL0=F0>=G/2(FL为天花板L点受到的力,FL与F0在G方向上的分力都为G/2)
因此需要再用动滑轮,将F0这端的绳子挂在动滑轮G1上,经过G1的绳子一端接在天花板L1点,另一端用F1拉着。
则:FL1=F1>=F0/2>=G/4(F1在竖直方向上的分力为G/4)
因为G/4>0.2G=F,所以需要再用一个动滑轮,将F1这端的绳子挂在动滑轮G2上,经过G2的绳子一端接在天花板L2点,另一端用F2拉着。
则:FL2=F2>=F1/2>=G/8(F2在竖直方向上的分力为G/8)
因为G/8<0.2G=F,表明所需要的动滑轮个数已经足够。
现在只需要将F2端的绳子保持角度为a,使得F=0.2G在竖直方向上的分力为G/8即可。
注意(满足条件的滑轮组很多,其中最简单的一个就是滑轮G0、G1均保持竖直方向,G2保持角度为a)

回答2:

F*R=G*r

R=5r

F=0.2G

回答3:

动力作用在轮上,阻力作用在轴上,而且轮的半径是轴的半径的5倍,物重作为阻力。图自己画。