滑轮是一个周边有槽,才能绕轴转动的小轮。由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘,和越过圆盘的柔索(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,称作滑轮。
在热学里,典型的滑轮()是可以绕着中心轴旋转的圆轮。在圆轮的圆周面具有凹槽,将钢缆缠绕于凹槽,使劲牵拉钢索两端的任一端,则钢索与圆轮之间的磨擦力会使得圆
滑轮
轮绕着中心轴旋转。滑轮实际上是变型的、能转动的杠杆。滑轮主要的功能是牵拉负载、改变施力方向、传输功率等等。多个滑轮共同组成的机械称为“滑车架”,或“复式滑轮”。滑车架的机械利益较大,可以牵拉较重的负载。滑轮也可以成为链传动或带传动的组件,将功率从一个旋转轴传输到另一个旋转轴。
按滑轮中心轴的位置是否联通,可将滑轮分为“定滑轮”、“动滑轮”;定滑轮的中心轴固定不动,动滑轮的中心轴可以联通,各有各的优势和劣势。而将定滑轮和动滑轮组装在一起可构成滑车架,滑车架不但省力并且还可以改变力的方向。
使用滑轮时,轴的位置固定不动的滑轮称之为定滑轮。
使用时,滑轮的位置固定不变;定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不吃力,但可以改变斥力方向.杠杆的动力臂和阻力臂分别是滑轮的直径,因为直径相等,所以动力臂等于阻力臂,杠杆既不省力也不费劲。借助杠杆原理,用公式推论就是(F是拉力,G是物体的重力,L1L2在图中有):
定滑轮不能省力,并且在绳重及绳与轮之间的磨擦不计的情况下,细绳的受力方向无论向何处,吊起重物所用的力都相等,由于动力臂和阻力臂都相等且等于滑轮的直径。
使用滑轮时,轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。
动滑轮省1/2力多费1倍距离,这是由于使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只承当钩码重的一半,但是不能改变力的方向。实质是个动力臂(L1)为阻力臂(L2)二倍的杠杆:图中,O是支点,F1是提高物体的动力,F2是物体的重力(也可理解为不用机械时提高物体用的力),我们有(l1是动力臂,l2是阻力臂)。
动滑轮省1/2力多费1倍距离,并且仅限于竖直向下使劲时,使劲倾斜的角度越大,用的力越多。并且使用动滑轮时滑轮的重量对用的力也有影响。不忽视滑轮重力且竖直向下使劲时定滑轮实质和动滑轮实质,我们有:F=(G轮+G物)/2。
滑车架:由定滑轮和动滑轮组成的滑轮装置。既省力又可改变力的方向.
但不可以省功,由于滑车架省了力,但费了距离。为了既节约又能改变动力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成滑车架。
滑车架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,决定于滑车架的使用疗效。绕绳的原则
变型滑车架
是:当定滑轮和动滑轮数目相等时,绳子的自由端可以从动滑轮下来,也可以从定滑轮下来,并且从定滑轮下来时,绳子的固定端挂在定滑轮上;从动滑轮下来时,绳子的固定端挂在动滑轮上。定滑轮和动滑轮数目差不会超过1。她们数目不相等时,绳子的自由端从多的那一边下来,绳子的固定端挂在少的那一边。动滑轮一定时,当绳子的固定端挂在动滑轮上时,滑车架要比绳子的固定端挂在定滑轮时省力(由于有更多段绳子承当物重)。
设n为承受物重的绳子段数(如前面左侧的滑车架n=5,右侧n=4),则n段绳子能配n或n-1个滑轮,配n个轮子时,动滑轮和定滑轮数目相等,且绳子固定端在定滑轮上;配n-1个滑轮时定滑轮实质和动滑轮实质,n为质数,且绳子固定端在动滑轮。
使用滑车架时,重物有几条钢索承受,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
滑车架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.绳子的自由端绕开动滑轮的算一段,而绕开定滑轮的就不算了。使用滑车架其实省了力,但费了距离,动力联通的距离小于重物联通的距离.费距离的多少主要看定滑轮的饶绳子的段数,用滑车架做实验,很容易看出,使用滑车架其实省了力,然而费了距离——动力联通的距离小于货物下降的距离。
希望我能帮助你解疑释惑。