滑轮组的省力公式 F = (G物 + G动)/n 中,数错绳子段数 n 第一步就全盘皆输;机械效率计算要分清竖直提升还是水平拉物,公式用错整题归零。
定滑轮与动滑轮
| 对比项 | 定滑轮 | 动滑轮 |
|---|---|---|
| 轴的位置 | 固定不动 | 随物体一起移动 |
| 杠杆实质 | 等臂杠杆 | 动力臂是阻力臂 2 倍的杠杆 |
| 省力情况 | 不省力也不费力 | 省一半力(不计动滑轮重与摩擦) |
| 距离关系 | 绳端移动距离 = 物体移动距离 | 绳端移动距离是物体的 2 倍 |
| 主要作用 | 改变力的方向 | 省力但不能改变力的方向 |
滑轮组计算要点
- 判断 n:数直接连接在动滑轮上的绳子段数(从定滑轮出来的最后一段不算)
- 不计绳重与摩擦时:F = (G物 + G动) ÷ n
- 绳端移动距离 s = nh;绳端速度 v绳 = n × v物
- 竖直提升重物且不计绳重摩擦时,机械效率 η = G物 ÷ (nF)
- 水平拉物时有用功是克服摩擦力做的功:W有 = f·s物,公式完全不同
影响机械效率的因素
- 同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高(有用功占比增大)
- 动滑轮越重、绳与轮之间摩擦越大,机械效率越低
- 机械效率与绳子的绕法、物体提升的高度、提升的快慢都无关
- 增加提升高度只是成倍增大 W有 与 W总,比值不变
辨析:动滑轮能既省力又省距离吗
不能。滑轮组省到几分之一力就费几倍距离,省力与省距离不可兼得——任何机械都不能省功,这是功的原理。判断口诀:省力必费距离,省距离必费力。考题问「用动滑轮既省力又少移动绳子」直接排除。