滑轮受力分析
定滑轮动滑轮受力分析
定滑轮动滑轮受力分析一、定滑轮受力分析定滑轮是固定在某一位置，不随物体运动的滑轮。
当物体通过定滑轮提升时，定滑轮只起到改变力的方向的作用，不改变力的大小。
因此，定滑轮的受力分析相对简单。
（1）物体对定滑轮的作用力：物体通过绳子与定滑轮连接，物体对定滑轮的作用力等于物体的重力。
（2）绳子对定滑轮的作用力：绳子对定滑轮的作用力等于物体的重力，方向与物体对定滑轮的作用力相反。
（3）定滑轮对绳子作用力：定滑轮对绳子作用力等于物体的重力，方向与绳子对定滑轮的作用力相反。
2. 定滑轮受力分析的计算方法：（1）确定物体对定滑轮的作用力，即物体的重力。
（2）根据牛顿第三定律，确定绳子对定滑轮的作用力，即物体的重力。
（3）确定定滑轮对绳子作用力，即物体的重力。
二、动滑轮受力分析动滑轮是随物体运动的滑轮。
当物体通过动滑轮提升时，动滑轮不仅改变力的方向，还能改变力的大小。
因此，动滑轮的受力分析相对复杂。
（1）物体对动滑轮的作用力：物体通过绳子与动滑轮连接，物体对动滑轮的作用力等于物体的重力。
（2）绳子对动滑轮的作用力：绳子对动滑轮的作用力等于物体的重力，方向与物体对动滑轮的作用力相反。
（3）动滑轮对绳子作用力：动滑轮对绳子作用力等于物体的重力，方向与绳子对动滑轮的作用力相反。
2. 动滑轮受力分析的计算方法：（1）确定物体对动滑轮的作用力，即物体的重力。
（2）根据牛顿第三定律，确定绳子对动滑轮的作用力，即物体的重力。
（3）确定动滑轮对绳子作用力，即物体的重力。
3. 动滑轮受力分析的特殊情况：（1）当绳子与动滑轮的连接点位于动滑轮的轴心时，动滑轮的受力分析可以简化为定滑轮的受力分析。
（2）当绳子与动滑轮的连接点偏离动滑轮的轴心时，动滑轮的受力分析需要考虑绳子的张力、绳子的弯曲半径等因素。
三、定滑轮与动滑轮的受力分析对比1. 受力方向：定滑轮和动滑轮的受力方向相同，均为垂直于绳子的方向。
2. 受力大小：定滑轮和动滑轮的受力大小相同，均为物体的重力。
滑轮受力分析
受力分析，求解平衡方程就能得出结论；在分析滑轮受力情况时应把握住两条原则:①同一根绳了各处拉力相等．②滑轮组平衡时作用在轴上的力为作用在轮上力的2倍。
如图3，不考虑动滑轮重力且不计摩擦，求F与G的关系对图3的甲、乙、丙三个滑轮及物体G作受力分析如图4由（l）（2）（3）解得F=G／7六、指导学生根据滑轮组的实验完成综合实验习题为使学生深刻理解滑轮组机械效率测定的有关问题，实验后有所收益，仅让学生写出实验报告、根据数据算出机械效率是远远不够的．真正掌握这个实验的内容，指导学生做好实验习题是较好的措施。
下面是笔者发给学生的实验习题。
l．组装滑轮组时，为了准确、迅速地穿绕绳子应采取什么办法？2．这个实验中给你一个定滑轮、一个动滑轮，还需要哪些实验材料？3．选定上述器材后，画出最省力的实验装置图。
4．该实验中为什么要求钩码匀速上升？5．实验中测量钩码上升的距离和弹簧移动的距离采取什么办法？注意什么事项？6．有上面的滑轮组实验时，若增加所挂钩码的重力，滑轮组机械效率有无变化？为什么？7．若改用两个定滑轮两个动滑轮组成的滑轮组进行实验，但要求所挂钩码重力和上面实验相同，滑轮组机械效率有无变化？为什么？8．在动滑轮的下面不挂重物，拉动滑动组时，滑轮组机械效率是多少？为什么？9．通过6、7、8题的分析，滑轮组的机械效率与什么有关？跟重物上升的距离有无关系？10．根据上面的分析考虑如何提高滑轮组的绍机械效率？11．请你设计出测定滑轮组机械效率实验的步骤、实验记录表。
七、指导学生掌握题目中有滑轮组出现且含有机械效率η的习题的计算方法进行滑轮组机械效率的目的计算，在弄清力的关系、距离的关系、功的关系的基础上，利用公式η=W有用／W总，一般是会将题目顺序解答的。
对于滑轮组，无论考虑额外功、还是不考虑额外功，距离关系是定数。
对由一般绳子绕制而成的滑轮组，若动滑轮和重物由n股绳子承担，绳子自由端动力通过的距离S动是有用阻力通过距离S有用的n倍，即S动=nS有用。
20-受力分析——滑轮问题-主视频
以上四式联立解得mB=m(sinθ ＋μ cosθ )
受力分析——滑轮问题 【解析】 再假设物体A处于将要下滑的临界状态，则物体A受的静摩擦力最大，且方向沿 斜面向上，根据平衡条件有：N-mgcosθ =0 ①⑤⑥⑦四式联立解得mB=m(sinθ -μ cosθ ) 综上所述，物体B的质量的取值范围是： m(sinθ -μ cosθ )≤mB≤m(sinθ ＋μ cosθ ) ⑤
受力分析——滑轮问题 例题1 如图所示，重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N的物体， 当绳与水平面成30°角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦，求： （1）地面对人的支持力N和摩擦力f的大小．
受力分析——滑轮问题 例题1 如图所示，重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N的物体， 当绳与水平面成30°角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦，求： （2）当人向后退一步后，人与重物重新保
则F多大才能产生相对滑动？
F
A
B
受力分析——滑轮问题 【解析】 （1）设A、B恰好滑动，则B对地也要恰好滑动，选A、B为研究对象，受力如 图，由平衡条件得： F=fB+2T
选A为研究对象，由平衡条件有
T=fA fA=0.1×10=1N （2）同理F=11N。
fB=0.2×30=6N F=8N。F NhomakorabeaA
T＋fm- mgsinθ =0 ⑥ 由摩擦力公式知：fm=μ N
⑦
值范围。
受力分析——滑轮问题 【解析】 先选物体B为研究对象，它受到重力mBg和拉力T的作用， 根据平衡条件有：T=mBg ①
再选物体A为研究对象，它受到重力mg、斜面支持力N、轻绳拉力T和斜面的摩
擦力作用，假设物体A处于将要上滑的临界状态，则物体A受的静摩擦力最大， 且方向沿斜面向下，这时A的受力情况如图（乙）所示，根据平衡条件有： N-mgcosθ ＝0 ② T-fm- mgsinθ ＝0 ③ ④ 由摩擦力公式知：fm=μ N
滑轮整体受力分析与分体分析
滑轮整体受力分析与分体分析1. 滑轮整体受力分析1. 滑轮整体受力分析滑轮整体受力分析是一种对滑轮结构整体受力进行分析的方法。
它旨在检测滑轮结构的受力状态，以及滑轮结构的受力特性，以便确定滑轮结构的受力能力。
滑轮整体受力分析可以帮助确定滑轮结构的受力范围，以及滑轮结构的受力特性，从而确定滑轮结构的受力能力。
滑轮整体受力分析的主要步骤包括：确定滑轮结构的受力特性；确定滑轮结构的受力范围；确定滑轮结构的受力能力；确定滑轮结构的受力状态；确定滑轮结构的受力分布。
滑轮整体受力分析可以帮助确定滑轮结构的受力范围，以及滑轮结构的受力特性，从而确定滑轮结构的受力能力。
此外，滑轮整体受力分析还可以帮助确定滑轮结构的受力状态，以及滑轮结构的受力分布，从而确定滑轮结构的受力能力。
2. 滑轮分体分析2. 滑轮分体分析滑轮分体分析是一种分析滑轮的构造，它可以帮助确定滑轮的各个部件的受力情况。
它的基本原理是，将滑轮分解为多个独立的部件，并分析每个部件的受力情况。
首先，需要确定滑轮的各个部件，包括轴承、轮毂、滑轮本体、螺栓和垫圈等。
然后，需要确定每个部件的受力情况，包括轴向力、径向力、摩擦力和弯矩等。
最后，需要根据受力情况来计算滑轮的受力总和，以确定滑轮的受力是否超出其规定的负荷限制。
滑轮分体分析可以帮助确定滑轮的构造，以及滑轮的受力情况，从而帮助优化滑轮的性能。
3. 滑轮受力分析方法滑轮受力分析方法是一种分析滑轮的受力情况的方法。
它分为整体受力分析和分体受力分析两种。
整体受力分析是指对滑轮整体进行受力分析，以确定滑轮的受力情况，以便进行后续设计。
分体受力分析是指对滑轮的每个部分进行受力分析，以确定滑轮的受力情况，以便进行后续设计。
整体受力分析的基本步骤是：首先，确定滑轮的受力情况，包括外力和内力；其次，确定滑轮的受力状态，包括压力、拉力和扭转力；最后，根据受力情况，确定滑轮的设计参数，包括材料、尺寸和颜色等。
分体受力分析的基本步骤是：首先，确定滑轮的每个部分的受力情况，包括外力和内力；其次，确定滑轮每个部分的受力状态，包括压力、拉力和扭转力；最后，根据受力情况，确定滑轮每个部分的设计参数，包括材料、尺寸和颜色等。
滑轮 受力分析
• 3．如图所示，用一动滑轮拉一物体A以 0.5m/s的速度在水平面上匀速运动，物体A 重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍， 水平拉力F为2.5N，则在2S内拉力做的功 是______J，滑轮的机械效率是______ （不计滑轮重）
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• 4．如图所示，用滑轮组拉着一只木块P沿 水平面以0.5m/s速度向右运动，此时弹簧 测力计的读数为4N。若每只滑轮重1N，绳 与滑轮之间的摩擦及绳重不计，则该滑轮 组的机械效率为____，在2s内拉力F做的 功为_____ J。
• A．F1= F2 P1 = 3P2
• B．F2=210N P2= 35W
• C．F1= 3F2 P1 = P2
• D．F1=168N P1= 225W
图10
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（10-延庆二模）11．一位建筑工人要把建筑材料 运送到楼上，他使用了如图7所示的装置进行升降， 已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量为m2,人对绳 的拉力为F，吊篮在拉力作用下匀速上升了h，那么 有用功和滑轮组的机械效率分别为
• 2．图5所示是工厂里用来吊运货物的行车 滑轮组, 已知货箱重400N。某次作业时， 行车在钢丝绳的自由端用2000N的力，将 重6000N的货物匀速竖直提升3m，接着又 在水平方向移动6m。则行车在水平移动货 物的过程中，货物重力所做的功是 J； 在竖直提升货物的过程中，货物重力所做 的功是 J，行车滑轮组提升货物的机械 效率为 ，此装置的机械效率为 。
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6、（多选）如图10所示，滑轮组在拉力F1的作用 下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平 面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80% ，物体 A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为 P1 。若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以 0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动 ，拉力F2的 功率为P2 。滑轮自重和绳重忽略不计，则下列正 确的是
滑轮上绳受力分析
something
例
2-2常见的几种 力
如图绳索绕在圆柱上，绳绕圆柱张
角为 ，绳与圆柱间的静摩擦因数为 ，求
绳处于滑动边缘时,绳两端的张力 TA 和 TB 间 的关系(绳的质量忽略)．
O＇
FTB
FTA
1
解 取一小段绕 在圆柱上的绳
取坐标如图
ds 两端的张力T ，T dT ds 的张角d 圆柱对 ds 的摩擦力Fsmax 圆柱对 ds 的支持力 N
2
d / 2 d / 2
O＇
3
TA dT
d
T TB
0
TB TAe TB / TA e
若 0.25
TB / TA
π
0.46
2π
0.21
10 π 0.000 39
2-2常见的几种 力
O＇
TB
TA
m
F
4
结论：
2-2常见的几种 力
如绳的质量不忽略，绳有加
l
速度，绳各部分的张力不等 m＇ m
F
轻绳，绳和滑轮之间有摩擦， 绳各部分的张力不等
T2
T1
轻绳，滑轮质量不计，绳各 部分的张力相等
5
• 感谢阅读
2-2常见的几种 力
2-2常见的几种
力y
O ds x
d / 2 d / 2
O＇
O＇
TB
TA
2
2-2常见的几种
(T
dT ) cos
d
2
T
cos
d
2
力
Fsmax
0
(T dT )sind T sind N 0
2
2
滑轮组受力分析专题
改变力的方向： 通过滑轮组实 现力的改变方 向满足各种工
作需求
加速或减速运 动：通过滑轮 组实现加速或 减速运动提高
工作效率
平衡装置：利 用滑轮组平衡 装置保持机器
稳定运行
滑轮组在起重机械 中用于提升重物
滑轮组可以改变力 的方向和大小
滑轮组在起重机中 起到省力和减速的 作用
滑轮组在起重机械 中具有广泛的应用 前景
滑轮组中的力平衡是工程实际中常用的理论分析方法对于设计、优化和改进滑轮组 的工作性能具有重要意义。
静摩擦力：滑轮组在静止状态下受到的摩擦力其方向与拉力相反 动摩擦力：滑轮组在运动状态下受到的摩擦力其方向与运动方向相反 摩擦力对滑轮组的影响：摩擦力会导致滑轮组的效率降低同时也会增加滑轮组的磨损
减小摩擦力的方法：通过使用润滑油、减小滑轮组之间的压力、选择合适的滑轮材料等方式可以减小摩擦力
注意事项：力矩分析时需考虑转动轴的位置力矩的方向与转动方向有关
滑轮组中的力平衡是指滑轮组中各力的合力为零即作用在滑轮组上的外力与反作用力 相等保持平衡状态。
滑轮组中的力平衡是分析滑轮组工作原理的基础通过分析力平衡可以确定滑轮组的 输出力和输入力之间的关系。
滑轮组中的力平衡可以通过力的合成和分解的方法进行计算根据滑轮组的组成和运动 状态确定每个滑轮所受的力的大小和方向。
,
汇报人：
CONTENTS
PRT ONE
PRT TWO
滑轮组是由多个滑轮组成的机 械装置
滑轮组可以改变力的方向或大 小
滑轮组广泛应用于各种工程领 域
滑轮组的基本组成包括定滑轮 和动滑轮
定滑轮：滑轮的位置固定不变动力作用于滑轮的边缘改变力的方向
动滑轮：滑轮随重物一起移动动力作用于滑轮的轴上力的大小为重物和滑轮总重的二 分之一
用受力分析法解滑轮组问题
用受力分析法解滑轮组问题滑轮组问题是学生物理学习的难点之一。
对于由一段绳子绕成的滑轮组，我们可以用课本上的规律：“使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力便是物重的几分之一。
”但对于一些由多段绳子绕成的滑轮组和一些不常见的滑轮组，这种方法便显得无能为力了。
如图1，若用数绳子段数的方法来解，表面上看是6段，所以F=G/6，这是不正确的。
在实际的物理教学中，我总结出了一种通过对滑轮组各部分的受力情况进行分析，从而来解滑轮组问题的方法。
现介绍给大家：首先，将滑轮组中各个滑轮及物体分别隔离开，从绳子端点处开始进行逐个分析，作出受力图，分析每个力的大小和方向时，应遵循以下几点：（1）做匀速直线运动的物体处于受力平衡状态；（2）跨过滑轮的两段绳子承担的力是相等的；（3）有作用力必有反作用力，作用力和反作用力大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。
每段绳子上承担的力既等于作用力也等于其反作用力。
现用此方法针对各类滑轮组问题作具体分析：一、可用来分析滑轮组的省力情况。
例一：如图2所示的滑轮组，不计动滑轮重力和摩擦，若重物的重力G为150牛，那么，提起重物所用的力F是多大？解析：我们可以通过受力分析法首先把各个滑轮及物体隔离开，每个滑轮及物体都受平衡力，分析每个滑轮的受力情况得到每段绳子上承担力的情况，可在原图上标出。
（如图2）所以G＝8F，所以F＝G/8例二：如图3，滑轮组下面吊一个重物G，它的重力为1400牛，如忽略动滑轮重力和摩擦，问拉力F为多少？解析：各滑轮的受力情况或各段绳承担力的情况及重物G的受力情况，分析如图3：所以4F＋2F＋F＝G，所以F＝G/7＝200牛。
例三、如图4所示，吊篮重力为200牛，人的重力为600牛，动滑轮的重力为10牛，不计摩擦，人用多大力拉绳，可使吊篮平衡？解析：假设人的拉力为F，则通过分析，每段绳承担的力如图4所示。
再把人、吊篮、动滑轮看成一个整体，作为研究对象，分析其受力情况如图5。
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图2
F
甲
乙
G
F 1
F 3 图1
同学们在遇到滑轮或滑轮组问题时，对滑轮及滑轮组的动力或阻力大小判断有时不知从何下手，本文就此问题希望能指点迷津，帮助同学们正确理解滑轮。
一、 一根绳子力相等
无论是定滑轮、动滑轮还是滑轮组，只要在同一根绳子上，不管绳子有多长，也不管绳子绕过多少滑轮，绳子上的力总是相等的。
如图1，用定滑轮沿不同的方向提升重物，判断1F 、2F 、3F 的大小关系。
分析 要提起物体，绳子必须对重物施加向上的大小为G 的拉力，绕
过滑轮，不论方向如何，拉力的力臂都是轮的半径，所以，拉力大小都等于被提起的物体的重力。
所以321F F F == 二、滑轮两边力平衡
滑轮静止或做匀速直线运动时，滑轮受到相反方向上的
合力相互平衡。
如图2用动滑轮匀速竖直提升重物，拉力F 与物体重G 的关系。
分析 不计滑轮重，动滑轮处于平衡状态，如图2甲，则 若动滑轮的重量为0G ，如图2乙，则02G G F += 即 )(2
1
0G G F +=
下面就利用上面的结论解决有关滑轮的一些问题。
例1 如图3所示的装置处于平衡状态，若滑轮重、绳重以及摩擦均忽略不计，则1G 与2G 之比为（ ）
A ．1∶1
B ．2∶1
C ．1∶2
D ．1∶3
分析 依据一个绳子力相等，每段绳子上受到的拉力都是F ，动滑轮处于平
衡状态，所以2122G F G ==，即1G ∶2G =2∶1故选B 。
例2、如图4用用滑轮组允速拉动水平面上的物体，若所用的拉力F
F F
F
图3
f
F
F 3F
图4
为10N ，物体受到的摩擦力是多大？
分析 根据一根绳子力相等，动滑轮对物体产生3F 的拉力， 物体做匀速直线运动，物体受到的摩擦力与3F 平衡，所以N F f 303== 。
例3 如图5所示的装置中，当人用力向右拉滑轮时，物体A 恰能匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为3N ，忽略滑轮、绳与测力计重及滑轮与轴间的摩擦，则人的拉力F 为（ ）
A ．3N
B ．4N
C ．6N
D ．8N
分析 依据一根绳子所受拉力相等，弹簧测力计对动滑轮的拉力与对动滑轮的拉力都等于3N ，动滑轮做匀速直线运动，水平方向上受力平衡，所以，N N f F 6322=⨯==。
例4 用如图6所示的装置匀速拉起重为G 的物体（不计摩擦、滑轮重及绳重），求拉力F 与G 的关系。
分析 依据一根绳子力相等，滑轮两边力平衡，在图中标出各绳子所受8，有 G F =4，所以，G F 4
1
=。
例5 如图7，动滑轮重5N ，物体G 的重量为15N ，用力F 使物体匀速上升，求所用力F 的大小（不计摩擦）。
分析 如图，根据同一根绳子受力相等，
标出各绳子所受力，以滑轮为研究对象，再依据滑轮所受力平衡，有
N N N G G F 35515220=+⨯=+=。
例6 如图8所示，在忽略滑轮自重和摩擦的情况下，当滑轮平衡时，拉力
=F G 。
分析 根据每个滑轮上绳子所承受力的特点，在图上标出每一股绳子所承受力的大小。
物体受到的总的拉力是F 7，物体处于平衡状态，所以G F =7，即G F 7
1
=。
由上面的例题可以看出，在判断滑轮或滑轮组的省力或费力情况时，先从动力端入手，依据滑轮两边力相等，逐个分析滑轮的受力情况，最后根据力的平衡，得出结论。
f f
图5
图6
G
G 0
图7
图8。