滑轮组（滑轮组的机械效率公式）

本篇文章给大家谈谈滑轮组，以及滑轮组的机械效率公式对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

什么叫定滑轮?什么叫动滑轮?什么叫滑轮组?其作用是什么?

1、动滑轮是直接挂在物体上，与物体一起运动的，(那个钩要和物体相连)。

2、定滑轮是固定不动的。

3、滑轮组：在滑轮组的中划上一根红线，然后数红色线下端所有与下面的动滑轮相接触的线段的根数，即为滑轮组的绳子的段数。

绕线方法：最简单的是将定滑轮定于墙上，用绳子绕过它，一端绑在物体上，另一端用手拉，本来是要使物体上升。

滑轮有两种：

定滑轮和动滑轮 ，组合成为滑轮组，它既可以省力又可以改变力的方向。固定在一个位置转动而不移动的的滑轮叫定滑轮。

定滑轮的作用是改变力的方向。定滑轮的实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径。根据杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力和不省距离的结论。

滑轮组公式是什么？

滑轮组公式是：

不计动滑轮重时：F＝G物/n n是绳子段数。

计动滑轮重时：F＝（G物＋G动）/n。

机械效率：η＝W有/W总＝W有/（W有＋W额）。

η＝W有/W总＝Gh/Fs＝Gh/Fnh＝G/nF。

η＝G物/（G物＋G动）。

注意：

滑轮组由一定数量的定滑轮和动滑轮以及绳索组成。滑轮组既能省力又可改变力的方向，它是起重机的重要组成部分。通过滑轮组能用较小吨位的卷扬机，起吊较重的构件。

滑轮组的名称常以组成滑轮组的定滑轮和动滑轮的数量来表示，如由四个定滑轮和四个动滑轮组成的滑轮组称为“四、四”滑轮组；由五个定滑轮和四个动滑轮组成的滑轮组称为“五、四”滑轮组，其余类推。

滑轮组能省多少力，主要取决于工作线数和滑轮轴承处的摩擦阻力。其工作线数是滑轮组中共同负担构件重量的绳索根数，即取动滑轮为离体所截断的绳索根数。滑轮组的跑头拉力S和滑轮组的允许荷载（设备能力）Q之间的关系。

滑轮组物理知识点

滑轮组物理知识点有：滑轮组的定义、滑轮组的分类、滑轮组的原理、滑轮组的用途、滑轮组的特点。

1、滑轮组的定义

滑轮组（pulley-system）是由多个动滑轮、定滑轮组装而成的一种简单机械。可以省力也可以改变施力方向。滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索（绳、胶带、钢索、链条等）所组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械叫做滑轮。滑轮是杠杆的变形，属于杠杆类简单机械。

2、滑轮组的分类

滑轮有两种：定滑轮和动滑轮，组合成为滑轮组，它既可以省力又可以改变力的方向。固定在一个位置转动而不移动的的滑轮叫定滑轮。动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省1/2力多费1倍距离。

3、滑轮组的原理

定滑轮原理：使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。杠杆的动力臂和阻力臂分别是滑轮的半径，由于半径相等，所以动力臂等于阻力臂，杠杆既不省力也不费力。

动滑轮原理：动滑轮省1/2力多费1倍距离，这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半，而且不能改变力的方向。

4、滑轮组的用途

为了既节省力又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。使用滑轮组时，滑轮组用几段绳吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

5、滑轮组的特点

定滑轮可以改变力的方向，但不能省力地拉动物体。动滑轮不可以改变力的方向，但能省一半的力地拉动物体。滑轮组结合了定滑轮和动滑轮，这样既可以改变力的方向，又能很省力地拉动物体。若不计滑轮组使用中所做的额外功，动滑轮用的越多越省力。

怎样解释滑轮组？

滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的绳、胶带、钢索、链条等所组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械叫做滑轮。

如下图，是一个等臂杠杆，如果在它的上方和下方加一个半圆板，并在支点处安装一个轴使它能转动，这就是滑轮。

滑轮的杆杆模型

所以，滑轮的实质是可以转动的杠杆。杠杆的平衡条件同样适用于滑轮。

滑轮有三类： 定滑轮：在转动的过程中，它的轴固定不动，或者说它的位置不发生改变。动滑轮：在转动的过程中，其轴可以随物体一起移动，或者说，轴的位置不断改变。滑轮组：二个以上的滑轮组合。

定滑轮的特点：根据杠杆原理分析：不计摩擦，F1l1=F2l2，因为 L1=L2，所以，F1=F2，定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

定滑轮的杆杆模型

动滑轮特点：如下图，不计动滑轮的重和摩擦，根据杠杆原理分析：F1l1=F2l2，因为L1=2L2，所以，动滑轮的实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。动滑轮的支点是变化的。如只忽略轮轴间的摩擦则：拉力F= (G物+G动)/2。

动滑轮的杆杆模型

滑轮组特点：使用滑轮组既能省力，有时能够改变动力的方向。不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力，拉力F= G/n 。如只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= (G物+G动)/n。

滑轮组是若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，可以达到既省力又改变力作用方向的目的。使用中，省力多少决定绳子的绕法。

代表性的滑轮组

原则是：n为奇数时，绳子从动滑轮为起始。用一个动滑轮时有三段绳子承担，其后每增加一个动滑轮增加二段绳子。如：n=5，则需两个动滑轮（3+2）。n为偶数时，绳子从定滑轮为起始，这时所有动滑轮都只用两段绳子承担。如：n=4，则需两个动滑轮（2+2）。

按要求确定定滑轮个数，原则是：一般的：两股绳子配一个动滑轮，一个动滑轮一般配一个定滑轮。力作用方向不要求改变时，偶数段绳子可减少一个定滑轮；要改变力作用方向，需增加一个定滑轮。

滑轮组设计原则可归纳为：奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定。

在以上知识的基础上，我们就可以讨论滑轮省力的物理原理。对于定滑轮，上面讨论的是理想机械，实际使用定滑轮时，要考虑转轴摩擦、绳子和滑轮之间的摩擦，所以，使用定滑轮不能省力，不在本文讨论之列。

滑轮组的省力道理与动滑轮一样，只是动滑轮的数量不同而已，因此，本文也不讨论滑轮组，只讨论典型滑轮----动滑轮。

第一，我们可以用杠杆原理分析动滑轮的省力原理。

如果是理想的动滑轮，不计动滑轮的重和摩擦，根据杠杆原理分析，动力臂为阻力臂的2倍，使用动滑轮能省一半的力。使用动滑轮，动力移动的距离大于重物移动的距离。

第二，从静力平衡的角度分析动滑轮的省力原理。

不计摩擦，当动滑轮在竖直方向静止或作匀速直线时，动滑轮受到了四个静力而平衡，即动滑轮的自重（G动）、重物对动滑轮的拉力（等于物体重G物）、两股绳子对动滑轮的拉力F。由于不计摩擦，两股绳子对动滑轮的拉力F是相等的，则有平衡等式：2 F= G物+G动，推出拉力F= (G物+G动)/2。

G动相对于G物来说很小，所以，F小于G，即动滑轮是省力的。

第三，从机械功原理角度来讨论动滑轮的省力原理。

机械功原理：使用任何机械都不能省功。理解其含义有以下几种情况：

1、做完一件事，所做的功是一个定值，不论你采用何种方式。省力必然费距离；费力必然省距离。

2、不考虑摩擦和机械自重：用人力F提物所做的功等于机械提物所做的功。

3、不考虑摩擦和机械自重：动力F所做的功等于阻力所做的功。

4、如果考虑摩擦和机械的自重G动（实际机械）：动力F所做的功等于机械克服所有阻力所做的功。

5、如果考虑摩擦和机械的自重G动（即实际机械）：使用机械不仅不能省功，而且还要多做一些额外功。

所以，对于理想机械，W=FS=Gh，由于S=2h，因此，F=G/2，这就是动滑轮省一半力的原理。

如果不计摩擦，只考虑机械的自重，则FS=Gh+G动h，由于S=2h，所以，F= (G物+G动)/2。G动相对于G物来说很小，动滑轮仍然是省力的。

如果考虑摩擦和机械的自重G动（实际机械）：动力所做的功等于机械克服所有阻力所做的功。这时，η= Gh/FS，由于S=2h，所以，F=G/2η，η是机械效率，总是小于1的，即动滑轮仍然是省力的。

特别提醒：并不是所有的动滑轮都可以省力的。下图中，右边的动滑轮是费力的。

滑轮是变形杠杆，属于杠杆类简单机械，用途很广。在我国早在战国时期著作《墨经》中就有关于滑轮的记载。滑轮组在起重机、卷扬机、升降机等机械中得到广泛应用。工厂中常用的差动滑轮（俗称手拉葫芦）也是一种滑轮组。

阿基米德详细地解释了滑轮的运动学理论，据说阿基米德曾经独自使用复式滑轮拉动一艘装满了货物与乘客的大海船。西元一世纪，希罗分析并且写出关于复式滑轮的理论，证明了负载与施力的比例等于承担负载的绳索段的数目，即“滑轮原理”。

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