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通過受力分析理解滑輪的省力情況
同學們在遇到滑輪或滑輪組問題時，對滑輪及滑輪組的動力或阻力大小判斷有時不知從何下手，本文就此問題希望能指點迷津，幫助同學們正確理解滑輪。
一根繩子力相等
無論是定滑輪、動滑輪還是滑輪組，只要在同一根繩子上，不管繩子有多長，也不管繩子繞過多少滑輪，繩子上的力總是相等的。
如圖1，用定滑輪沿不同的方向提升重物，判斷、、的大小關系。
分析 要提起物體，繩子必須對重物施加向上的大小為的拉力，繞過滑輪，不論方向如何，拉力的力臂都是輪的半徑，所以，拉力大小都等于被提起的物體的重力。所以
二、滑輪兩邊力平衡
滑輪靜止或做勻速直線運動時，滑輪受到相反方向上的合力相互平衡。
如圖2用動滑輪勻速豎直提升重物，拉力與物體重的關系。
分析 不計滑輪重，動滑輪處于平衡狀態，如圖2甲，則
即
若動滑輪的重量為，如圖2乙，則
即
下面就利用上面的結論解決有關滑輪的一些問題。
例1 如圖3所示的裝置處于平衡狀態，若滑輪重、繩重以及摩擦均忽略不計，則與之比為（ ）
A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．1∶3
分析 依據一個繩子力相等，每段繩子上受到的拉力都是，動滑輪處于平衡狀態，所以，即∶=2∶1故選B。
例2、如圖4用用滑輪組允速拉動水平面上的物體，若所用的拉力F為10N，物體受到的摩擦力是多大？
分析 根據一根繩子力相等，動滑輪對物體產生3F的拉力， 物體做勻速直線運動，物體受到的摩擦力與3F平衡，所以 。
例3 如圖5所示的裝置中，當人用力向右拉滑輪時，物體A恰能勻速直線運動，此時彈簧測力計的讀數為3N，忽略滑輪、繩與測力計重及滑輪與軸間的摩擦，則人的拉力F為（ ）
A．3N B．4N C．6N D．8N
分析 依據一根繩子所受拉力相等，彈簧測力計對動滑輪的拉力與對動滑輪的拉力都等于3N，動滑輪做勻速直線運動，水平方向上受力平衡，所以，。
例4 用如圖6所示的裝置勻速拉起重為G的物體（不計摩擦、滑輪重及繩重），求拉力F與G的關系。
分析 依據一根繩子力相等，滑輪兩邊力平衡，在圖中標出各繩子所受8，有 ，所以，。
例5 如圖7，動滑輪重5N，物體G的重量為15N，用力F使物體勻速上升，求所用力F的大小（不計摩擦）。
分析 如圖，根據同一根繩子受力相等，標出各繩子所受力，以滑輪為研究對象，再依據滑輪所受力平衡，有
。
例6　如圖8所示，在忽略滑輪自重和摩擦的情況下，當滑輪平衡時，拉力 。
分析 根據每個滑輪上繩子所承受力的特點，在圖上標出每一股繩子所承受力的大小。物體受到的總的拉力是，物體處于平衡狀態，所以，即。
由上面的例題可以看出，在判斷滑輪或滑輪組的省力或費力情況時，先從動力端入手，依據滑輪兩邊力相等，逐個分析滑輪的受力情況，最后根據力的平衡，得出結論。
一、鞏固練習
1. 使用定滑輪_______省力．但是__________改變力的力向(填
“能”或“不能”)。定滑輪實質上是一個_________杠桿，
請在圖甲中標出支點、動力、動力臂、阻力和阻力臂。
2．使用動滑輪可以省_______的力，但是_______(填“能”或
“不能”)改變力的力向。動滑輪實質上是一個_______杠桿，
請在圖乙中標出支點、動力、動力臂、阻力和阻力臂。
3. 小葉利用如圖所示的滑輪組.用200 N的拉力在20S內將重力為 480N的物體勻速提高2m , 若不計摩擦與繩重.求: (1) 動滑輪重; (2)繩子自由端的速度;
(3)若再增加150 N 重物,要使物體勻速上升, 作用在繩子自由端的拉力是多大
4. 如右圖所示，分別利用定滑輪、動滑輪和滑輪組勻速向上提升重物。已知作用在繩子自由端的拉力都為20N．則：
(1)不計滑輪、繩子的重量及摩擦時, 被提升的物體重量分別是:
G甲=________N G乙=_________N G丙=_________N G丁=_________N
(2)當物體被提升2m時, 繩子自由端移動的距離分別是:
s甲=________m s乙=_________m s丙=_________m s丁=_________m
5.如圖甲、乙兩個物體均重10N在F=4N的水平拉力作用下均做勻速直線運動.不計動滑輪、繩子的重量，則甲、乙兩物體運動過程中受到地面的摩擦力分別為:f甲=___ _N、f乙=_ _N
6.汽車提起礦井中礦石, 若汽車以6m/s的速度做勻速直線運動,礦石被提升的速度是______.
7.用一個滑輪組提升一個重物時.當繩子的自由瑞被拉下4m時, 重物升高了1m .繩子自由端的拉力為200 N, 不計摩擦與滑輪重量,則物體的重量是__________N.
8.用如右圖甲、乙、丙所示的滑輪組分別勻速提起同一個重物時.所用的拉力為F1 ，F2 ，F3 若不計滑輪、繩重及摩擦.則這三個力的大小關系是( )
A. F1 < F2 B. F1 > F2 >F3
C. F3 > F1 > F2
D. F1 = F2 = F3
G
F1
F2
F3
圖1
圖2
F
F
甲
乙
F
F
F
圖3
F
F
3F
圖4
b
b
圖5
G
G0
圖7
2F
2F
G
圖8
F
F
4F
4F
F
F
G
2F
2F
圖6

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