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滑轮组是什么滑轮组公式计算介绍-【新闻】

发布时间:2021-09-13 19:04:48 阅读: 来源:酚醛保温板厂家

滑轮组是什么?滑轮组是一个比较神奇的东西,它利用了力学原理得意省力,是一种比较简单的机械,如今很多建筑机械都会运用类似的这种滑轮组,起到一定的效果,也许很多人都不清楚,其次对于滑轮组公式计算也不了解。 滑轮组是什么?滑轮组是一个比较神奇的东西,它利用了力学原理得意省力,是一种比较简单的机械,如今很多建筑机械都会运用类似的这种滑轮组,起到一定的效果,也许很多人都不清楚,其次对于滑轮组公式计算也不了解,下面就来为大家讲解一番,一起来看看吧。

滑轮组是什么?滑轮组是由多个动滑轮、定滑轮组装而成的一种简单机械,既可以省力也可以改变用力方向。滑轮组的省力多少由绳子股数决定,其机械效率则由被拉物体重力、动滑轮重力及摩擦等决定。滑轮是一个周边有槽,能够绕轴转动的小轮。由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索(绳、胶带、钢索、链条等)所组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械 [1] 叫做滑轮。

滑轮有两种:定滑轮和动滑轮 ,组合成为滑轮组,它既可以省力又可以改变力的方向。

定滑轮

定义:固定在一个位置转动而不移动的的滑轮叫定滑轮。

定滑轮的作用是改变力的方向

定滑轮的实质是个等臂杠杆,动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径。根据杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力和不省距离的结论。

动滑轮

动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省1/2力多费1倍距离.

( 注:上句前提为拉力方向为竖直方向方可省1/2的力,若呈斜拉状态,则拉力多于省的1/2的力,且角度越大越费力。)

滑轮组

滑轮组:由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组,既省力又可改变力的方向.

滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是总重的几分之一.绳子的自由端绕过动滑轮的算一段,而绕过定滑轮的就不算了.

使用滑轮组虽然省了力,但费了距离,动力移动的距离大于重物移动的距离.

滑轮组公式计算介绍:公式:s=hn。 v绳=n*v物 F拉=(1/n)*G总

s:绳子自由端移动的距离。 v绳:绳子自由端移动(上升/下降)的速度

h:重物被提升的高度。 v物:物体移动(上升/下降)的速度

n:承重的绳子段数(与动滑轮相连的绳子)。 G总:物重+滑轮重(G物+G滑)。

其次,按要求确定定滑轮个数,原则是:一般的:两股绳子配一个动滑轮。

下面通过分析两个物理习题的方式说明利用滑轮组牵引物体,不仅可以省力,而且可以通过将更多的物体输送至目的地的形式节约能源。

对于沿水平方向作牵引物体运动的滑轮组

分析如下:

一个质量为m的物体M放置在水平面上,利用滑轮组通过绳子与物体M相连,绳子牵引物体M的段数为K,绳子的牵引力为F,利用动力装置使物体M沿水平面由静止状态开始作加速运动,则由牛顿运动定律可知:

KF=ma2 (1)

式中a2为物体M的加速度,并且

a2=a1/K (2)

式中a1为滑轮组输入端绳子的加速度,解(1)、(2)式可得:

a1=K2F/m (3)

使用滑轮组的目的是运输或提升一定数量货物到达目的地,每个从事具体劳动的人都希望多拉快跑,即省力、又迅速地完成工作。为了对比使用滑轮组与不使用滑轮组的区别,令滑轮组输入端绳子的加速度在使用滑轮组与不使用滑轮组时都为a1值,在此状态下动力装置输出的功率相等,设不使用滑轮组时(K=1)动力装置运输的物体M质量为m′,使用滑轮组时动力装置运输的物体M质量为m,则有:

F/m′=K2F/m (4)

化简后可得:

m=K2m′ (5)

但使用滑轮组时动力装置运输物体M的距离是不使用滑轮组时的L/K,为了便于对比,分别令两种状态下的动力装置工作K次,这样一来,使用滑轮组的动力装置就可将质量为K2m′的货物输送至L距离,不使用滑轮组的动力装置则将质量为Km′的货物都输送L距离,此时通过对比可见,使用滑轮组时动力装置运输的物体M质量m为不使用滑轮组时动力装置运输的物体M质量m′的K倍。

当物体M的运动存在摩擦阻力f时,则式(1)变为

KF-f=ma2 (6)

其中f=μmg,μ为摩擦系数。

解(2)、(6)式,并将f=μmg带入可得:

a1=(K2F-Kμmg)/m (7)

同样令滑轮组输入端绳子的加速度在使用滑轮组与不使用滑轮组时都为a1值,在此状态下动力装置消耗的功率相等,设不使用滑轮组时(K=1)动力装置运输的物体M质量为m′,使用滑轮组时动力装置运输的物体M质量为m,则有:

(F-μm′g)/m′=(K2F-Kμmg)/m (8)

化简后可得:

m=K2Fm′/(F+Kμm′g -μm′g) (9)

同样地,使用滑轮组时动力装置运输物体M的距离是不使用滑轮组时的L/K,为了便于对比,分别令两种状态下的动力装置工作K次,这样一来,使用滑轮组的动力装置就可将质量为K2Fm′/(F+Kμm′g -μm′g)的货物输送至L距离,使用滑轮组时动力装置运输的物体M质量m为不使用滑轮组时动力装置提升的物体M质量m′的KF/(F+Kμm′g-μm′g)倍。也就是说,利用滑轮组牵引物体,在某些条件下使运输车辆和机械传动装置不仅可以省力,而且可以通过将更多的物体输送至目的地的形式节约能源。

由于汽车、火车、轮船等运输装置在使用的过程中会频繁地出现启动、加速、减速、停止等各种运动,并在启动、加速、减速、停止等各种运动过程中消耗大量的能量,上述结论可以在理论上被用来指导和说明设计或使用汽车、火车、轮船等运输装置的传动系统,以使其处于最佳节能状态。例如,汽车、火车、轮船等运输装置在启动、加速阶段可以采用大传动比的传动系统,开足马力全力冲刺,而不要采用传动比小的传动系统。

对于沿垂直方向作牵引物体运动的滑轮组或者是减速机分析如下:

一个质量为m的物体M悬挂在空中,利用滑轮组的输出端通过绳子与物体M相连,绳子牵引物体M的段数为K,绳子的牵引力为F,利用动力装置使物体M在空中由静止状态开始作向上的加速运动,则由牛顿运动定律可知:

KF-mg=ma2 (10)

式中a2为物体M的加速度,并且

a2=a1/K (11)

式中a1为滑轮组输入端绳子的加速度,解(11)、(12)式可得:

a1=(K2F-Kmg)/m (12)

在此状态下动力装置输出的功率相等,设不使用滑轮组时动力装置运输的物体M质量为m′,使用滑轮组时动力装置运输的物体M质量为m,则有:

(F-m′g)/m′=(K2F-Kmg)/m (13)

化简后可得:

m=K2m′/〔1+(K-1)m′g/F〕 (14)

但使用滑轮组时动力装置提升物体M的高度是不使用滑轮组时的h/K,为了便于对比,分别令两种状态下的动力装置工作K次,这样一来,使用滑轮组的动力装置就可将质量为K2m′/〔1+(K-1)m′g/F〕的货物提升至h高度,不使用滑轮组的动力装置则将质量为Km′的货物都提升至h高度,此时通过对比可见,使用滑轮组时动力装置提升的物体M质量m为不使用滑轮组时动力装置提升的物体M质量m′的K/〔1+(K-1)m′g/F〕倍。

当物体M的运动存在摩擦阻力f时,则式(11)变为

KF-mg-f=ma2 (15)

其中f=μmg,μ为摩擦系数。

解(12)、(16)式,并将f=μmg带入可得:

a1=(K2F-Kmg-Kμmg)/m (16)

同样令滑轮组输入端绳子的加速度在使用滑轮组与不使用滑轮组时都为a1值,在此状态下动力装置输出的功率相等,设不使用滑轮组时动力装置提升的物体M质量为m′,使用滑轮组时动力装置提升的物体M质量为m,则有:

(F-m′g-μm′g)/m′=(K2F-Kmg-Kμmg)/m (17)

化简后可得:

m=K2Fm′/(F+Km′g+Kμm′g-m′g-μm′g) (18)

同样地,使用滑轮组时动力装置提升物体M的高度是不使用滑轮组时的h/K,为了便于对比,分别令两种状态下的动力装置工作K次,这样一来,使用滑轮组的动力装置就可将质量为K2Fm′/(F+Km′g+Kμm′g-m′g-μm′g)的货物提升至h距离,不使用滑轮组的动力装置则将质量为Km′的货物都提升h高度,此时通过对比可见,使用滑轮组时动力装置提升的物体M质量m为不使用滑轮组时动力装置提升的物体M质量m′的KF/(F+Km′g+Kμm′g-m′g-μm′g)倍。也就是说,利用滑轮组或减速机提升物体,在某些条件下使运输车辆和机械传动装置不仅可以省力,而且可以通过将更多的物体提升至目的地的形式节约能源。

由于上分析可知,对于电梯、吊车等各种纵向运输装置,在启动、加速阶段可以采用大传动比的传动系统,而不要采用传动比小的传动系统。

通过以上分析可知,令动力装置通过滑轮组或减速机对物体进行输送,无论是沿水平方向,还是沿垂直方向,都能够在消耗一定能量的条件下,将更多的货物输送到目的地。

滑轮组的组装:滑轮组

滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成,可以达到既省力又改变力作用方向的目的。使用中,省力多少和绳子的绕法,决定于滑轮组的使用效果。动滑轮被几根绳子承担,力就是物体和动滑轮总重的几分之一。原则是:n为奇数时,绳子从动滑轮为起始。用一个动滑轮时有三段绳子承担,其后每增加一个动滑轮增加二段绳子。如:n=5,则需两个动滑轮(3+2)。n为偶数时,绳子从定滑轮为起始,这时所有动滑轮都只用两段绳子承担。如:n=4,则需两个动滑轮(2+2)。

其次,按要求确定定滑轮个数,原则是:一个动滑轮一般配一个定滑轮。力作用方向不要求改变时,偶数段绳子可减少一个定滑轮;要改变力作用方向,需增加一个定滑轮。

综上所说,滑轮组设计原则可归纳为:奇动偶定;一动配一定,偶数减一定,变向加一定。

对于绕绳方法,有一点切记:绳不可相交.其实绕绳难的就数滑轮组拉,只要掌握了要决,那就一点不难拉.滑轮组在绕线时如果动滑轮少那么要先从定滑轮绕起;反之要定滑 轮少,那么要先从动滑轮绕起;如果一样多的话还是要先绕动滑轮。

以上就是滑轮组是什么以及滑轮组公式计算介绍,相信大家看了以后应该会有更多的认识了吧,内容仅供大家参考,希望能对大家有所帮助。

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