動滑輪為什麼能省力?

長門殤

先說理論上,使用動滑輪可以省一半力。

1.從受力分析的角度看。見下圖,物體的重力又兩段繩子承擔,每段承擔物重的一半,使用動滑輪時,只需在繩子的自由端施力。所以可以省一半力。


2.從動滑輪的實質看。見下圖,動滑輪的實質是動力臂為阻力臂二倍的槓桿,根據槓桿的平衡條件,所用動力F=Gl2/l1=G/2。


3.從功的原理看。直接用手將重為G的物體提高h,做的功W1=Gh,使用動滑輪時,做的功W2=Fs=F×2h。根據功的原理W1=W2,即Gh=F×2h,所以使用動滑輪時,用的力F=G/2。

從三個角度都證明:使用動滑輪省一半力。

為說明問題,當然要做實驗,實驗結果是,使用動滑輪用的力,比物重的一半要大,甚至比物重都大。原因是使用動滑輪提高物體時,不可避免的要克服動滑輪重和繩重做功,還要克服摩擦做功。所以,使用動滑輪不一定省力,甚至會費力。不過,在初中物理中我們經常遇到的是理想滑輪問題,為提高實驗效果,要注意使用的滑輪要輕,物體要適當重一些。


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動滑輪不可以改變力的方向但省力費距離,他的定義是軸隨物體一起運動的滑輪,在忽略摩擦力的情況下,將一個物體向上拉動,再加入動滑輪的情況下可用測力器觀察數值的變化,用與不用的力是不同的,而用動滑輪的情況下用的力剛好是不用的一半。


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