帮你攻克“滑轮”类题目的难点石成金

• 作 者: 李禄龄
• 出 处: 新概念·中考
• 发表日期: 2005年2期

　　学习有关滑轮方面的知识时，有的同学对定滑轮、动滑轮的概念以及滑轮组的有关计算掌握不好，这里向同学们介绍一下解决这类问题的要点：
　　
　　一、判定是否是定滑轮、动滑轮主要是看利用滑轮工作时，滑轮的轴是否跟随物体一起移动．如果物体移动时，轴并不跟随物体一起移动，则该滑轮为定滑轮；如轴与物一起移动，则该滑轮为动滑轮．
　　
　　二、如图1，使用定滑轮提升重物时，在定滑轮所在的平面上，无论拉力的方向如何，拉力的大小都一样．因为定滑轮是杠杆类简单机械，其支点是在定滑轮的轴上，而拉力的方向均是沿着轮的切线方向，其力臂的长总是等于定滑轮的半径r．所以，在始终保持物体静止或匀速运动的前提下，由动力×动力臂=阻力×阻力臂，可知拉力F1、F1′的大小都一样．
　　
　　三、如图2，使用动滑轮匀速提升重物时，在动滑轮所在的平面上，拉力的方向不同时，拉力大小也会不同．课本上介绍“使用动滑轮能省一半的力”，是指“拉力竖直向上”的情况．当拉力的方向不是竖直向上时，“使用动滑轮能省一半的力”的结论就不再成立，因为这时的动力臂一定小于2r，而阻力和阻力臂都没有变化，由杠杆原理可知，动力（拉力）必然要大于阻力的一半．所以，当拉力竖直向上时最省力，即F＜F′ ．
　　


　　
　　四、滑轮组是由定滑轮和动滑轮组合起来的一组滑轮．使用滑轮组提升重物，既能省力又可以改变施力方向．在实际使用时，有时还会出现定滑轮或动滑轮的单一组合，判断是否省力、到底怎样省力时，必须把握三个原则：
　　第一、同一根绳子，各段承受的拉力相等；
　　第二、单个滑轮支撑轴上所承受的力等于作用在滑轮周边绳子上拉力的2倍；
　　第三、所吊重物及与其相连的滑轮所受向上拉力之和一定等于向下作用力之和．
　　如图3所示，某人体重500牛顿，坐在一重为100牛顿的吊篮中，不计滑轮重、绳重和摩擦阻力，问该人要用多大的力拉住绳子，才能保持静止？
　　因为使用的是两根绳子AB和CD，因此A、B两处的拉力相等，C、D两处的拉力也应该相等，即：
　　


　　 FA=FB ，FC= FD.
　　而作用在滑轮O2轴上的力，一定等于作用在滑轮O2周边绳子拉力的2倍；同理，作用在滑轮O1轴上的力，也一定等于作用在滑轮O1周边绳子拉力的2倍，即：FA=FB=2FC=2FD.
　　将吊篮和人看作一个整体，它受到向上的拉力之和一定等于吊篮和人的竖直向下的重力，即：
　　FA+FD+FC=G篮+G人=100牛+500牛=600牛，
　　 ∵FA=FB=2FD，FC=FD .
　　则 FA+FD+FC=2FD+FD+FD=4FD=600牛，
　　∴FD=150牛.
　　
　　★编辑/王一鸣