標籤:動滑輪

使用滑輪時,軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪。

滑輪

  滑輪

定滑輪

1定滑輪

定滑輪的中心軸固定不動。定滑輪的功能是改變力的方向。當牽拉重物時,可使用定滑輪將施力方向轉變為容易出力的方向。使用定滑輪時,施力牽拉的距離等於物體上升的距離,不能省力也不費力。繩索兩端的拉力相等,所以,輸出力等與輸入力,定滑輪的機械利益等於1。

2歷史

關於滑輪的繪品最早出現於一幅西元前八世紀的亞述浮雕。這浮雕展示的是一種非常簡單的滑輪,只能改變施力方向,主要目的是為了方便施力,並不會給出任何機械利益。在中國,滑輪裝置的繪製最早出現於漢代的畫像磚、陶井模。在《墨經》里也有記載關於滑輪的論述。
古希臘人將滑輪歸類為簡單機械。早在西元前400年,古希臘人就已經知道如何使用複式滑輪了。大約在西元前330年,亞里斯托德在著作《機械問題》(《Mechanical Problems》)里的第十八個問題,專門研討「複式滑輪」系統。阿基米德貢獻出很多關於簡單機械的知識,詳細地解釋滑輪的運動學理論。據說阿基米德曾經獨自使用複式滑輪拉動一艘裝滿了貨物與乘客的大海船。西元一世紀,亞歷山卓的希羅分析並且寫出關於複式滑輪的理論,證明了負載與施力的比例等於承擔負載的繩索段的數目,即「滑輪原理」。
1608年,在著作《數學紀要》(《Mathematical Collection》)里,荷蘭物理學者西蒙·斯特芬表明,滑輪系統的施力與負載之間移動路徑的長度比率,等於施力與負載之間的反比率。這是雛型的虛功原理。
1788年,法國物理學者約瑟夫·拉格朗日在巨著《分析力學》(《Mécanique analytique》)里,使用滑輪原理推導出虛功原理,從而揭起了拉格朗日力學的序幕。

3定滑輪原理

定滑輪實質是個等臂槓桿,動力臂L1、阻力臂L2都等於滑輪半徑。根據槓桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力和不省距離的結論。
像旗杆頂部的滑輪那樣,固定在一個位置轉動而不移動的滑輪叫定滑輪。
定義:使用滑輪時,軸的位置固定不動的滑輪,稱為定滑輪。
根據F1*L1=F2*L2可得,定滑輪的實質是一個等臂槓桿,使用定滑輪可以改變用力的方向,但是使用定滑輪不能省力,不可以省距離。
定滑輪的作用是改變力的方向

4目的和要求

了解動定滑輪的作用。是否能省力

5儀器和器材

演示滑輪組(J2121型),測力計二個,鉤碼,細繩及支架。 它的作用是改變用力方向,不象動滑輪是只改變力的大小,不改變力的方向.

6實驗方法

1.取一單滑輪固定在方座支架上,構成一個定滑輪。用細繩跨過滑輪,細繩的一端掛上鉤碼作為阻力,鋼繩的另一端掛一測力計(圖1.47-1)。
2.用手豎直向下勻速拉測力計,當滑輪平衡時,觀察測力計讀數。
3.改變測力計拉力的方向(水平、斜向下、向下),當滑輪平衡時,記下各次測力計的讀數。 
4.改變所掛鉤碼的重量,重複上述實驗,並記下各次測力計的讀數 
5.實驗所得的數據分析,在實驗誤差允許的範圍內,測力計的讀數跟所掛鉤碼的重量相等。
由此得出結論:使用定滑輪不省力,但是可以改變力的方向。

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