顧以波
1.找規律
要正確設計滑輪組,必須知道滑輪組有關規律,請你從圖1中分析力F與物重G之間的關系及繞繩特點,找一找規律.
你發現如下規律了嗎?
(1)F與G的關系:由圖1可知F1
=G,一股繩子直接承擔重物;F2=F3=■G,有兩股繩子連接動滑輪;F4=F5=■G,有三股繩子連接動滑輪;F6=F7=■G,有四股繩子連接動滑輪;……即F=■G,其中n為連接動滑輪的繩子股數.
(2)繩子的起始端拴在哪個滑輪上:由圖1的3、6、7可知n為偶數(n為2、4),繩子的起始端拴在定滑輪上;而由4、5、8可知n為奇數(n為3、5),繩子的起始端拴在動滑輪上.通常簡稱為“奇動偶定”.
(3)是否改變施力方向:由圖1中的2與3或6與7可知,當n為偶數時,定滑輪比動滑輪少一個情況下不改變施力方向、定滑輪與動滑輪個數相等時可改變施力方向;而由4與5可知,當n為奇數時,定滑輪與動滑輪個數相等情況下,不改變施力方向、定滑輪比動滑輪多一個可以改變施力方向.
(4)如何繞繩:當繩子的起始端拴好后,按由里到外,定、動交替(或動、定交替),每個滑輪只繞線一次的方式繞線.
2.確定n的方法
由上可知,設計滑輪組,關鍵要抓住拴在動滑輪上的繩子股數n,其思路為:由繩子股數及是否需要改變施力方向,確定定滑輪和動滑輪的個數,再確定繩子起始端拴在何滑輪上,然后由里到外、動定交替(或定、動交替),進行繞線.那么如何確定繩子的股數呢?方法為: