一、根据滑轮的实质分析
例1 如图1所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是( )
A. F1最小 B. F2最小
C. F3最小 D.F1、F2、F3的大小相等
解析由于定滑轮实质是等臂杠杆,力F1、F2、F3方向不同,但力臂相同,所以大小相同。
答案 D。
点拨 定滑轮实质是等臂杠杆,定滑轮工作时,无论拉力方向如何,拉力的力臂不变,拉力的大小也不变;动滑轮实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,所以利用单个动滑轮至少可以省一半的力。
二、根据滑轮的作用分析
例2某建筑工地使用如图2所示装置搬运建筑材料,用此装置将一块重为320kg的建筑材料提升5m。则这个过程中,拖拉机的拉力大小为___________N,拖拉机移动的距离为________m。
解析图中两个滑轮在物体运动时其轴的位置不变,所以都是定滑轮。因为使用定滑轮不省力,拖拉机的拉力等于建筑材料的重力,即F=mg=320kg×10N/kg=3200N。又因为定滑轮不省距离也不费距离,所以拖拉机移动的距离等于建筑材料上升的高度,即s=h=5m。
答案 3200 5。
点拨 定滑轮工作时,轴的位置不动。定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
三、根据“力的平衡”分析
例3如图3所示,在竖直向上大小为10N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为( )
A.20N 0.4m/s B.20N 0.1m/s
C.5N 0.4m/s D.5N 0.1m/s
解析图中滑轮是动滑轮,但拉力作用在动滑轮轴上,物体对滑轮的
拉力作用在滑轮轮边上。如图4所示,以滑轮为研究对象进行受力分析,滑轮匀速运动,受平衡力作用,则,所以物体的重力GA=1/2F=5N。滑轮上升的速度为重物A上升速度二分之一,即0.1m/s。
答案 D。
点拨 当拉力作用在动滑轮的轴上时,这时动滑轮不再省力,而
是费力,但可以省一半的距离。