A. l物理代表什麼
代表電流,科學上把單位時間里通過導體任一橫截面的返盯昌電量叫做電流強度,簡稱電流。通常用字母 I表示,它的單位是安培(安德烈·瑪麗·安培),1775年—1836年,漏扒法國物理學家、化學家,在電磁作用方面的研究成就卓著,對數學和物理也有貢獻。
電學上規定:正電荷定向流動的方向為電流方向。工程中以正電荷的定向流動方向為電流方向,電流的大小則以單位時間內流經導體截面的電荷Q來表示其強弱,稱為電流強度。物理上規定電流的方向,是正電荷定向運動的方向(即正電荷定向運動的速度的正方向或負電荷定向運動的速度的反方向)。電流運動方向與電子運動方向相反。
B. 初二物理。滑輪。
定滑輪的原理及定義
定滑輪實質是個等臂杠桿,動力臂L1、阻力臂L2都等於滑輪半徑。根據杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力和不省距離的結論。
像旗桿頂部的滑輪那樣,固定在一個位置轉動而不移動的的滑輪叫定滑輪。
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杠桿,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。
[編輯本段]目的和要求
了解動定滑輪的作用。是否能省力
[編輯本段]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方向,不改變輪軸的
[編輯本段]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,重復上述實驗,並記下各次測力計的讀數
5.實驗所得的數據分析,在實驗誤差允許的范圍內,測力計的讀數跟所掛鉤碼的重量相等。
由此得出結論:使用定滑輪不省力同時也不費力,但是可以改變力的方向。
[編輯本段]動滑輪定義
軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪,稱為動滑輪。它是變形的不等臂杠桿,能省一半力(不考慮滑輪的重力與摩擦力的情況下),但不改變用力的方向。
動滑輪的特點:使用動滑輪能省一半力,費距離。這是因為使用動滑輪時,鉤碼由兩段繩子吊著,每段繩子只承擔鉤碼重的一半。使用動滑輪雖然省了力,但是動力移動的距離是鉤碼升高的距離的2倍,即費了距離。不能改變力的方向。
[編輯本段]動滑輪的實質
一個動力臂(L1)為阻力臂(L2)二倍的杠桿,省1/2力多費1倍距離。
[編輯本段]目的和要求
了解動滑輪的作用。
[編輯本段]儀器和器材
演示滑輪組(J2121型),測力計二個,鉤碼,細繩及支架。
[編輯本段]實驗方法
1.取一細繩跨過滑輪,細繩的一端固定在支架或橫樑上,另一端系在測力計的鉤上。測力計拉動細繩,滑輪隨之移動,這樣的滑輪叫動滑輪。
2.在滑輪框架的鉤上掛鉤碼,使滑輪兩邊的兩根細繩在豎直方向上,手通過測力計拉住繩子的一端。當滑輪平衡、或將滑輪和它下面的鉤碼一起勻速提升,記下測力計的讀數。改變鉤碼重,重復以上實驗,並記下測力計的讀數。
3.實驗結果表明,在實驗誤差允許的范圍內,測力計讀數僅為鉤碼重的一半。由此可以得出結論:使用動滑輪能省一半力。 4.按圖1.47-3所示,用兩個相同的測力計吊住繩子的兩端,並使滑輪兩邊的繩子保持豎直,測力計指針不與標尺相碰。可以看到,兩個測力計的讀數相等,並且兩個讀數之和等於動滑輪和鉤碼的總重。若滑輪本身重可以忽略,則動滑輪兩邊的每根細繩所承受的力是相等的,並且承擔所掛物體重的一半。
[編輯本段]注意事項
實驗的演示中,會出現測力計讀數偏大的情況,這是由於在提升重物的同時還要提升動滑輪,還要克服摩擦力的緣故與滑輪有關的摩擦有兩種,一種是滑輪和轉軸之間的摩擦;另一種是繩子與滑輪的摩擦。
[編輯本段]動滑輪省力的多少計算:
一、F=G/2(理想化,不計滑輪的重量且只有一個動滑輪)
二、F=(G+G動滑輪)/2(考慮了動滑輪的重量且只有一個動滑輪)
三、F=(G+G動滑輪)/n (n代表接在動滑輪上的繩子的段數,這是一個滑輪組。)
滑輪組 滑輪組是由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成,可以達到既省力又改變力作用方向的目的。使用中,省力多少和繩子的繞法,決定於滑輪組的使用效果。動滑輪被兩根繩子承擔,即每根繩承擔物體和動滑輪。
力就是物體和動滑輪總重的幾分之一。
原則是:n為奇數時,繩子從動滑輪為起始。用一個動滑輪時有三段繩子承擔,其後每增加一個動滑輪增加二段繩子。如:n=5,則需兩個動滑輪(3+2)。n為偶數時,繩子從定滑輪為起始,這時所有動滑輪都只用兩段繩子承擔。如:n=4,則需兩個動滑輪(2+2)。
其次,按要求確定定滑輪個數,原則是:一般的:兩股繩子配一個動滑輪,一個動滑輪一般配一個定滑輪。力作用方向不要求改變時,偶數段繩子可減少一個定滑輪;要改變力作用方向,需增加一個定滑輪。
綜上所說,滑輪組設計原則可歸納為:奇動偶定;一動配一定,偶數減一定,變向加一定。
[編輯本段]滑輪
由可繞中心軸轉動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索(繩、膠帶、鋼索、鏈條等)所組成的可以繞著中心軸轉動的簡單機械。滑輪是杠桿的變形,屬於杠桿類簡單機械。在我國早在戰國時期的著作《墨經》中就有關於滑輪的記載。中心軸固定不動的滑輪叫定滑輪,是變形的等臂杠桿,不省力但可以改變力的方向。中心軸跟重物一起移動的滑輪叫動滑輪,是變形的不等臂杠桿,能省一半力,但不改變力的方向。實際中常把一定數量的動滑輪和定滑輪組合成各種形式的滑輪組。滑輪組既省力又能改變力的方向。
工廠中常用的差動滑輪(俗稱手拉葫蘆)也是一種滑輪組。滑輪組在起重機、卷揚機、升降機等機械中得到廣泛應用。
滑輪有兩種:定滑輪和動滑輪 ,組合成為滑輪組,它既可以省力又可以改變力的方向。
(1)定滑輪
定滑輪實質是等臂杠桿,不省力也不費力,但可以改變作用力方向.
定滑輪的特點
通過定滑輪來拉鉤碼並不省力。通過或不通過定滑輪,彈簧秤的讀數是一樣的。可見,使用定滑輪不省力但能改變力的方向。在不少情況下,改變力的方向會給工作帶來方便。
定滑輪的原理
定滑輪實質是個等臂杠桿,動力L1、阻力L2臂都等於滑輪半徑。根據杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的結論。
(2)動滑輪
動滑輪實質是動力臂為阻力臂二倍的杠桿,省1/2力多費1倍距離.
動滑輪的特點
使用動滑輪能省一半力,費距離。這是因為使用動滑輪時,鉤碼由兩段繩子吊著,每段繩子只承擔鉤碼重的一半。使用動滑輪雖然省了力,但是動力移動的距離大於鉤碼升高的距離,即費了距離。
動滑輪的原理
動滑輪實質是個動力臂(L1)為阻力臂(L2)二倍的杠桿。
(3)滑輪組
滑輪組:由定滑輪跟動滑輪組成的滑輪組,既省力又可改變力的方向.
滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是總重的幾分之一.繩子的自由端繞過動滑輪的算一段,而繞過定滑輪的就不算了.
使用滑輪組雖然省了力,但費了距離,動力移動的距離大於重物移動的距離.
滑輪組的用途:
為了既節省又能改變動力的方向,可以把定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。
省力的大小
使用滑輪組時,滑輪組用幾段繩吊著物體,提起物體所用的力就是物重的幾分之一。
滑輪組的特點
用滑輪組做實驗,很容易看出,使用滑輪組雖然省了力,但是費了距離——動力移動的距離大於貨物升高的距離。
[編輯本段]滑輪組原理
有的中學物理教科書認為,利用滑輪組運輸或提升貨物,只能省力,但不能省功,中學物理教科書的上述結論對從事機械傳動設計工作的工程師影響極大,由於汽車、火車、輪船等運輸裝置和各種機械裝置在使用的過程中會頻繁地出現啟動、加速、減速、停止等各種運動,並在啟動、加速、減速、停止等各種運動過程中消耗大量的能量,完全需要在理論上說明怎樣設計或使用汽車、火車、輪船等運輸裝置的傳動系統,以使其處於最佳節能狀態,但中學物理教科書的上述結論使得機械工程師在從事機械傳動設計時,以及在指導人們使用運輸車輛和機械裝置時,往往忽略了滑輪組的段數或減速機的傳動比在各種狀態下與節能的關系,造成現有的許多運輸車輛和機械傳動裝置在運行過程中的能量消耗較高,輸送貨物數量較少。
下面通過分析兩個物理習題的方式說明利用滑輪組牽引物體,不僅可以省力,而且可以通過將更多的物體輸送至目的地的形式節約能源。
對於沿水平方向作牽引物體運動的滑輪組
分析如下:
一個質量為m的物體M放置在水平面上,利用滑輪組通過繩子與物體M相連,繩子牽引物體M的段數為K,繩子的牽引力為F,利用動力裝置使物體M沿水平面由靜止狀態開始作加速運動,則由牛頓運動定律可知:
KF=ma2 (1)
式中a2為物體M的加速度,並且
a2=a1/K (2)
式中a1為滑輪組輸入端繩子的加速度,解(1)、(2)式可得:
a1=K2F/m (3)
使用滑輪組的目的是運輸或提升一定數量貨物到達目的地,每個從事具體勞動的人都希望多拉快跑,即省力、又迅速地完成工作。為了對比使用滑輪組與不使用滑輪組的區別,令滑輪組輸入端繩子的加速度在使用滑輪組與不使用滑輪組時都為a1值,在此狀態下動力裝置輸出的功率相等,設不使用滑輪組時(K=1)動力裝置運輸的物體M質量為m′,使用滑輪組時動力裝置運輸的物體M質量為m,則有:
F/m′=K2F/m (4)
化簡後可得:
m=K2m′ (5)
但使用滑輪組時動力裝置運輸物體M的距離是不使用滑輪組時的L/K,為了便於對比,分別令兩種狀態下的動力裝置工作K次,這樣一來,使用滑輪組的動力裝置就可將質量為K2m′的貨物輸送至L距離,不使用滑輪組的動力裝置則將質量為Km′的貨物都輸送L距離,此時通過對比可見,使用滑輪組時動力裝置運輸的物體M質量m為不使用滑輪組時動力裝置運輸的物體M質量m′的K倍。
當物體M的運動存在摩擦阻力f時,則式(1)變為
KF-f=ma2 (6)
其中f=μmg,μ為摩擦系數。
解(2)、(6)式,並將f=μmg帶入可得:
a1=(K2F-Kμmg)/m (7)
同樣令滑輪組輸入端繩子的加速度在使用滑輪組與不使用滑輪組時都為a1值,在此狀態下動力裝置消耗的功率相等,設不使用滑輪組時(K=1)動力裝置運輸的物體M質量為m′,使用滑輪組時動力裝置運輸的物體M質量為m,則有:
(F-μm′g)/m′=(K2F-Kμmg)/m (8)
化簡後可得:
m=K2Fm′/(F+Kμm′g -μm′g) (9)
同樣地,使用滑輪組時動力裝置運輸物體M的距離是不使用滑輪組時的L/K,為了便於對比,分別令兩種狀態下的動力裝置工作K次,這樣一來,使用滑輪組的動力裝置就可將質量為K2Fm′/(F+Kμm′g -μm′g)的貨物輸送至L距離,不使用滑輪組的動力裝置則將質量為Km′的貨物都輸送L距離,此時通過對比可見,使用滑輪組時動力裝置運輸的物體M質量m為不使用滑輪組時動力裝置提升的物體M質量m′的KF/(F+Kμm′g-μm′g)倍。也就是說,利用滑輪組牽引物體,在某些條件下使運輸車輛和機械傳動裝置不僅可以省力,而且可以通過將更多的物體輸送至目的地的形式節約能源。
由於汽車、火車、輪船等運輸裝置在使用的過程中會頻繁地出現啟動、加速、減速、停止等各種運動,並在啟動、加速、減速、停止等各種運動過程中消耗大量的能量,上述結論可以在理論上被用來指導和說明設計或使用汽車、火車、輪船等運輸裝置的傳動系統,以使其處於最佳節能狀態。例如,汽車、火車、輪船等運輸裝置在啟動、加速階段可以採用大傳動比的傳動系統,開足馬力全力沖刺,而不要採用傳動比小的傳動系統。
對於沿垂直方向作牽引物體運動的滑輪組或者是減速機分析如下:
一個質量為m的物體M懸掛在空中,利用滑輪組的輸出端通過繩子與物體M相連,繩子牽引物體M的段數為K,繩子的牽引力為F,利用動力裝置使物體M在空中由靜止狀態開始作向上的加速運動,則由牛頓運動定律可知:
KF-mg=ma2 (10)
式中a2為物體M的加速度,並且
a2=a1/K (11)
式中a1為滑輪組輸入端繩子的加速度,解(11)、(12)式可得:
a1=(K2F-Kmg)/m (12)
使用滑輪組的目的是運輸或提升一定數量貨物到達目的地,每個從事具體勞動的人都希望多拉快跑,即省力、又迅速地完成工作。為了對比使用滑輪組與不使用滑輪組的區別,令滑輪組輸入端繩子的加速度在使用滑輪組與不使用滑輪組時都為a1值,在此狀態下動力裝置輸出的功率相等,設不使用滑輪組時動力裝置運輸的物體M質量為m′,使用滑輪組時動力裝置運輸的物體M質量為m,則有:
(F-m′g)/m′=(K2F-Kmg)/m (13)
化簡後可得:
m=K2m′/〔1+(K-1)m′g/F〕 (14)
但使用滑輪組時動力裝置提升物體M的高度是不使用滑輪組時的h/K,為了便於對比,分別令兩種狀態下的動力裝置工作K次,這樣一來,使用滑輪組的動力裝置就可將質量為K2m′/〔1+(K-1)m′g/F〕的貨物提升至h高度,不使用滑輪組的動力裝置則將質量為Km′的貨物都提升至h高度,此時通過對比可見,使用滑輪組時動力裝置提升的物體M質量m為不使用滑輪組時動力裝置提升的物體M質量m′的K/〔1+(K-1)m′g/F〕倍。
當物體M的運動存在摩擦阻力f時,則式(11)變為
KF-mg-f=ma2 (15)
其中f=μmg,μ為摩擦系數。
解(12)、(16)式,並將f=μmg帶入可得:
a1=(K2F-Kmg-Kμmg)/m (16)
同樣令滑輪組輸入端繩子的加速度在使用滑輪組與不使用滑輪組時都為a1值,在此狀態下動力裝置輸出的功率相等,設不使用滑輪組時動力裝置提升的物體M質量為m′,使用滑輪組時動力裝置提升的物體M質量為m,則有:
(F-m′g-μm′g)/m′=(K2F-Kmg-Kμmg)/m (17)
化簡後可得:
m=K2Fm′/(F+Km′g+Kμm′g-m′g-μm′g) (18)
同樣地,使用滑輪組時動力裝置提升物體M的高度是不使用滑輪組時的h/K,為了便於對比,分別令兩種狀態下的動力裝置工作K次,這樣一來,使用滑輪組的動力裝置就可將質量為K2Fm′/(F+Km′g+Kμm′g-m′g-μm′g)的貨物提升至h距離,不使用滑輪組的動力裝置則將質量為Km′的貨物都提升h高度,此時通過對比可見,使用滑輪組時動力裝置提升的物體M質量m為不使用滑輪組時動力裝置提升的物體M質量m′的KF/(F+Km′g+Kμm′g-m′g-μm′g)倍。也就是說,利用滑輪組或減速機提升物體,在某些條件下使運輸車輛和機械傳動裝置不僅可以省力,而且可以通過將更多的物體提升至目的地的形式節約能源。
由於上分析可知,對於電梯、吊車等各種縱向運輸裝置,在啟動、加速階段可以採用大傳動比的傳動系統,而不要採用傳動比小的傳動系統。
通過以上分析可知,令動力裝置通過滑輪組或減速機對物體進行輸送,無論是沿水平方向,還是沿垂直方向,都能夠在消耗一定能量的條件下,將更多的貨物輸送到目的地。
滑輪組的組裝:滑輪組
滑輪組是由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成,可以達到既省力又改變力作用方向的目的。使用中,省力多少和繩子的繞法,決定於滑輪組的使用效果。動滑輪被幾根繩子承擔,即每根繩承擔物體和動滑輪
力就是物體和動滑輪總重的幾分之一。
數,原則是:n為奇數時,繩子從動滑輪為起始。用一個動滑輪時有三段繩子承擔,其後每增加一個動滑輪增加二段繩子。如:n=5,則需兩個動滑輪(3+2)。n為偶數時,繩子從定滑輪為起始,這時所有動滑輪都只用兩段繩子承擔。如:n=4,則需兩個動滑輪(2+2)。
其次,按要求確定定滑輪個數,原則是:一個動滑輪一般配一個定滑輪。力作用方向不要求改變時,偶數段繩子可減少一個定滑輪;要改變力作用方向,需增加一個定滑輪。
綜上所說,滑輪組設計原則可歸納為:奇動偶定;一動配一定,偶數減一定,變向加一定。
對於繞繩方法,有一點切記:繩不可相交.其實繞繩難的就數滑輪組拉,只要掌握了要決,那就一點不難拉.滑輪組在繞線時如果動滑輪少那麼要先從定滑輪繞起;反之要定滑 輪少,那麼要先從動滑輪繞起;如果一樣多的話還是要先繞動滑輪。
C. 初中物理滑輪知識點
滑輪是一個周邊有槽,能夠繞軸轉動的小輪。由可繞中心軸轉動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索(繩、膠帶、鋼索、鏈條等)所組成的可以繞著中心軸轉動的簡單機械叫做滑輪。
定滑輪: 塑料滑輪軸承使用滑輪時,軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪。
定滑輪實質是等臂杠桿,不省力,但可改變作用力方向. 杠桿的動力臂和阻力臂分別是滑輪的半徑,由於半徑相等,所以動力臂等於阻力臂,杠桿既不省力也不費力。
滑輪原理:
使用時,滑輪的位置固定不變;定滑輪實質是等臂杠桿,不省力也不費力,但可以改變作用力方向.杠桿的動力臂和阻力臂分別是滑輪的半徑,由於半徑相等,所以動力臂等於阻力臂,杠桿既不省力也不費力。
按滑輪中心軸的位置是否移動,可將滑輪分為「定滑輪」、「動滑輪」;定滑輪的中心軸固定不動,動滑輪的中心軸可以移動,各有各的優勢和劣勢。而將定滑輪和動滑輪組裝在一起可構成滑輪組,滑輪組不但省力而且還可以改變力的方向。
以上內容參考:網路-滑輪