# 滑轮组为什么省力却不省功

By DUSK

Topic: Physics & Chemistry

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## Guide

### 1. 省力,却不省功

木架上挂着一个重物,一根连续的红绳绕过上下几个滑轮。拉绳的手只用很小的力,却要拉出很长一段绳。跟着几步看看:省下的力去了哪里。

示意图:尺寸和数值都已归一化,重物的重力记作 W。

### 2. 定滑轮:只改方向

定滑轮固定在横梁上,不跟着重物移动。手向下拉,重物向上升。只有 1 段绳托住重物,所以拉力和重力一样大,只是方向变了。

箭头长短表示力的大小,箭头指向表示力的方向。

### 3. 动滑轮:两段绳分担

动滑轮挂在重物上,和它一起上升。重物由 2 段绳一起托住,每段只承担一半,手的拉力也只要一半。代价是:重物升高一段,手要拉出两倍长的绳。

### 4. 数一数支撑绳段

只数直接连在动滑轮上的绳段,也就是托住重物的那几段。绕过定滑轮走向手的那段不算。切换组合,看段数、拉力和拉出的绳长一起变化。

滑轮组:2 个定滑轮 \+ 2 个动滑轮,4 段绳托住重物。

### 5. 力乘距离:功不变

拖动滑块,把重物调高。拉力变成几分之一,拉出的绳就变成几倍长。展示板上两块面积代表功:形状不同,大小相等。

### 6. 真实滑轮会发热

打开摩擦损耗:轮轴摩擦会发热,手要多用一点力,输入的功比输出的功多。多出的那部分变成了热,能量从不会凭空增加。

一句话:滑轮组用更长的绳换更小的力,功一点也不省。