最近這段時(shí)間總有小伙伴問(wèn)小編動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)（動(dòng)滑輪省力原理圖） 是什么，小編為此在網(wǎng)上搜尋了一些有關(guān)于動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)（動(dòng)滑輪省力原理圖） 的知識(shí)送給大家，希望能解答各位小伙伴的疑惑。

動(dòng)滑輪的本質(zhì)(動(dòng)滑輪省力原理圖)

滑輪是一個(gè)周圍有凹槽的小輪子，可以繞軸旋轉(zhuǎn)。能繞中心軸旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單機(jī)器，由能繞中心軸旋轉(zhuǎn)的帶槽圓盤和繩索、膠帶、鋼索、鏈條等組成。穿過(guò)圓盤的，叫做滑輪。

(資料圖)

如下圖所示，是一個(gè)等臂桿。如果在它的上下加一個(gè)半圓形的板，在支點(diǎn)處裝一根軸使它能轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是滑輪。

滑輪的桿-桿模型

所以滑輪的本質(zhì)是一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的杠桿。杠桿的平衡條件也適用于滑輪。

滑輪有三種:天車:在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，它的軸是固定的，或者位置不變。動(dòng)滑輪:在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，它的軸可以隨著物體移動(dòng)，或者軸的位置不斷變化。滑輪組:兩個(gè)以上滑輪的組合。

天車的特點(diǎn):如圖，根據(jù)杠桿原理:不考慮摩擦力，F(xiàn)1l1=F2l2，因?yàn)長(zhǎng)1=L2，所以F1=F2，天車的本質(zhì)是等臂杠桿，使用天車不省力但是可以改變動(dòng)力的方向。

天車的杠桿模型

動(dòng)滑輪的特點(diǎn):如下圖所示，不考慮動(dòng)滑輪的重量和摩擦力，根據(jù)杠桿原理分析:F1l1=F2l2，因?yàn)長(zhǎng)1=2L2，所以動(dòng)滑輪的本質(zhì)是一個(gè)省力杠桿，其力臂是阻力臂的兩倍。使用動(dòng)滑輪可以節(jié)省一半的力量，但不能改變力量的方向。動(dòng)滑輪的支點(diǎn)發(fā)生變化。如果只忽略軸間的摩擦力，拉力F= (G物體+G運(yùn)動(dòng))/2。

動(dòng)滑輪的桿模型

滑輪組的特點(diǎn):使用滑輪組可以省力，有時(shí)還可以改變動(dòng)力的方向。不考慮軸間摩擦力和移動(dòng)滑輪的重力，拉力f = g/n .如果只忽略軸間摩擦力，拉力F= (G +G)/n。

滑輪組是由幾個(gè)天車和動(dòng)滑輪組合而成，既省力又能改變力的方向。在使用中，省力的多少?zèng)Q定了繩子的纏繞方式。

代表性滑輪組

原理:當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩驅(qū)動(dòng)滑輪為起點(diǎn)。當(dāng)使用動(dòng)滑輪時(shí)，有三段繩索，然后每增加一個(gè)動(dòng)滑輪增加兩段繩索。如果n=5，則需要兩個(gè)移動(dòng)滑輪(3+2)。當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，繩索從天車開(kāi)始，所有移動(dòng)滑輪只由兩根繩索承擔(dān)。如果n=4，則需要兩個(gè)移動(dòng)滑輪(2+2)。

根據(jù)要求確定天車數(shù)量的原則是:一般兩根繩索配一個(gè)動(dòng)滑輪，一個(gè)動(dòng)滑輪一般配一個(gè)天車。當(dāng)不需要改變力的方向時(shí)，偶數(shù)繩可以減少一個(gè)天車；為了改變力的方向，應(yīng)該增加一個(gè)天車。

滑輪組的設(shè)計(jì)原則可以概括為:奇動(dòng)偶定；匹配某個(gè)運(yùn)動(dòng)，減去某個(gè)偶數(shù)，加上某個(gè)方向。

在以上知識(shí)的基礎(chǔ)上，我們可以討論滑輪省力的物理原理。對(duì)于天車來(lái)說(shuō)，以上討論的是理想的機(jī)器。實(shí)際使用天車時(shí)，要考慮轉(zhuǎn)軸的摩擦力和繩索與滑輪之間的摩擦力。所以用天車是不能省力的，本文不討論。

滑輪組的省力原理和動(dòng)滑輪一樣，只是動(dòng)滑輪的數(shù)量不同。因此，本文不討論滑輪組，只討論典型的滑輪——?jiǎng)踊啞?/p>

首先可以用杠桿原理來(lái)分析動(dòng)滑輪的省力原理。

如果是理想的動(dòng)滑輪，不考慮動(dòng)滑輪的重量和摩擦力，根據(jù)杠桿原理分析，動(dòng)力臂是阻力臂的兩倍，使用動(dòng)滑輪可以節(jié)省一半的力。有了動(dòng)滑輪，動(dòng)力運(yùn)動(dòng)的距離就大于重物。

其次，從靜平衡的角度分析了動(dòng)滑輪的省力原理。

不考慮摩擦力，當(dāng)動(dòng)滑輪在垂直方向靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)滑輪受到四個(gè)靜力的平衡，即其自身重量(G運(yùn)動(dòng))、一個(gè)重物對(duì)動(dòng)滑輪的拉力(等于一個(gè)物體G的重量)、兩根繩子對(duì)動(dòng)滑輪的拉力F。由于在不考慮摩擦力的情況下，兩根繩子對(duì)運(yùn)動(dòng)滑輪的拉力F相等，所以有一個(gè)平衡方程:2 F= G物體+G運(yùn)動(dòng)，推拉力F= (G物體+G運(yùn)動(dòng))/2。

g相對(duì)g小，所以f小于g，也就是移動(dòng)滑輪省力。

再次，從機(jī)械工作原理的角度探討了動(dòng)滑輪的省力原理。

機(jī)械做功原理:你用任何機(jī)械都省不了功。理解它在下列情況下的含義:

1.當(dāng)你完成一件事時(shí)，所做的功是一個(gè)固定值，不管你采用什么方法。不可避免的省力和費(fèi)時(shí)；勢(shì)必費(fèi)力又省距離。

2.不考慮摩擦力和機(jī)械自重:人力F舉升東西所做的功等于機(jī)械舉升所做的功。

3.不考慮摩擦力和機(jī)械自重:功率F所做的功等于阻力所做的功。

4.如果考慮摩擦力和機(jī)器G的自重(實(shí)際機(jī)器):動(dòng)力F所做的功等于機(jī)器克服所有阻力所做的功。

5.如果考慮機(jī)械的摩擦力和自重G運(yùn)動(dòng)(即實(shí)際機(jī)械):使用機(jī)械不僅可以省力，還可以做一些額外的工作。

因此，對(duì)于理想機(jī)器，W=FS=Gh，由于S=2h，F(xiàn)=G/2。這就是動(dòng)滑輪省力一半的原理。

如果忽略摩擦力，只考慮機(jī)器自重，則FS=Gh+G運(yùn)動(dòng)h，由于S=2h，F(xiàn)= (G物體+G運(yùn)動(dòng))/2。G相對(duì)G小，移動(dòng)滑輪還是比較省力的。

如果考慮摩擦力和機(jī)器自重，G-motion(實(shí)際機(jī)器):功率所做的功等于機(jī)器克服所有阻力所做的功。此時(shí)η= Gh/FS，因?yàn)镾=2h，所以F=G/2η，η為機(jī)械效率，始終小于1，即動(dòng)滑輪仍然省力。

特別提醒:不是所有的動(dòng)滑輪都能省力。下圖，右邊的動(dòng)滑輪費(fèi)力。

滑輪是一種變形杠桿，屬于簡(jiǎn)單的杠桿機(jī)械，應(yīng)用范圍很廣。早在中國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，《莫箐》一書中就有關(guān)于滑輪的記載。滑輪組廣泛應(yīng)用于起重機(jī)、升降機(jī)、升降機(jī)和其他機(jī)械中。工廠常用的差速器滑輪(俗稱手拉葫蘆)也是滑輪組的一種。

阿基米德詳細(xì)解釋了滑輪的運(yùn)動(dòng)學(xué)理論。據(jù)說(shuō)阿基米德獨(dú)自用復(fù)合滑輪拉動(dòng)了一艘滿載貨物和乘客的海船。公元一世紀(jì)，希羅分析并寫出了復(fù)合滑輪理論，證明了載荷與作用力之比等于承受載荷的繩段數(shù)，即“滑輪原理”。

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