滑轮绕线方法攻略

滑轮属于杠杆类简单机械，按照要求组装（设计）和使用滑轮组是同学们应该具备的能力．也是常考点之一.

知识回顾

我们先一起来回顾定滑轮、动滑轮和滑轮组的相关知识.

定滑轮是使用时轴的位置固定不动的滑轮．其实质是能够连续转动的等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向．动滑轮是使用时轴随物体一起运动的滑轮，其实质是能够连续转动的动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向．将动滑轮和定滑轮组合在一起即为滑轮组．滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向．可以看出，在使用滑轮时，若要改变力的方向，则可借助于定滑轮：若要省力，则可借助于动滑轮．

使用滑轮组时，若忽略动滑轮和绳的质量及摩擦，则拉力大小与物体所受重力的关系为F=1/nG．绳子自由端移动的距离与物体上升的高度的关系为s=nh（n为动滑轮上绳子的有效段数）．另外，使用滑轮组时，只有当物体所受重力远大于动滑轮所受重力时，才能近似得出“动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的几分之一”的结论，否则误差较大．

学习重点

回顾了滑轮的相关知识，我们再来讨论滑轮组的绕线问题．即用一条绳子将定滑轮和动滑轮连接起来，使用滑轮组完成任务.

在使用给定的滑轮进行滑轮组的组装（设计）时，滑轮绳子的绕法一般有两种：一是绳子的一端固定在定滑轮上，绳子的一端先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮：二是绳子的一端固定在动滑轮上．绳子的一端先系在动滑轮的固定挂钩上．绕过上面的定滑轮，再绕过下面的动滑轮．

绕法1：绳子的一端固定在定滑轮上

绳子的一端固定在定滑轮上的滑轮组使用情况通常有以下两种：

1．定滑轮和动滑轮的个数相等，拉力方向改变．

例1 如图1所示．某人站立在地面上想用滑轮组将物体A向上拉起，请你在图中画出所用滑轮组的绳子绕法.

解析：人站在地面上拉绳子．说明绳子自由端受到拉力的方向向下，即使用滑轮组提升物体A时改变了拉力的方向（如果直接用手提升重物，拉力的方向向上）．定滑轮可以改变拉力的方向，绳子的一端应固定在定滑轮上，将绳子的一端先固定在上面定滑轮的挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮．使绳子的自由端通过人手即可．此时，动滑轮上有2段绳子分担动滑轮和物体A所受的总重力．

答案：如图2所示．

2．定滑轮的个数小于动滑轮的个数．拉力方向不变．

例2 如图3所示．某人想用滑轮组将物体向上提起，请你在图中画出所用滑轮组的绳子绕法．

解析：题中用一个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组．为了使每一个滑轮都能正常使用，绳子的一端需要固轮上，将绳子的一端先固定在上面定钩上，绕过下面的小动滑轮．再绕过上面的定滑轮，然后向下绕过下面的大动滑轮，此时，两个动滑轮上共有4段绳子承担两个动滑轮和物体所受的总重力，拉力方向不变．

答案：如图4所示．

绕法2：绳子的一端固定在动滑轮上

绳子的一端固定在动滑轮上的滑轮组使用情况通常也有以下两种：

1．定滑轮和动滑轮的个数相等．拉力方向不变．

例3 如图5所示，某人想利用滑轮组拉着重物A沿水平方向做匀速直线运动．请你在图中画出滑轮组最省力的绳子绕法.

解析：利用滑轮组拉着重物A沿水平方向做匀速直线运动时，右侧的滑轮随物体A一起向左运动，所以右侧的滑轮为动滑轮，动滑轮上绳子的段数越多越省力．将绳子的一端固定在动滑轮的挂钩上可以更省力．将绳子的一端先固定在右侧动滑轮的挂钩上．绕过左侧的定滑轮，再绕过右侧的动滑轮．此时，动滑轮上有3段绳子承担阻力，拉力方向不变．

答案：如图6所示.

2．定滑轮的个数大于动滑轮的个数．拉力方向改变.

例4 如图7所示，小亮想用滑轮组将装修材料运到楼上．请你用笔画线帮他组装最省力的滑轮组.

解析：题中用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，为了使每一个滑轮都能正常使用，绳子的一端需要固定在动滑轮上．将绳子的一端先固定在下面动滑轮的挂钩上，向上绕过上面的小定滑轮．再绕过下面的动滑轮，然后向上绕过上面的大定滑轮．此时．动滑轮上有3段绳子承担动滑轮和物体所受的总重力，拉力方向改变.

答案：如图8所示.

学习小结：

滑轮的绕线从确定绳子的固定点开始．定滑轮改变拉力的方向，动滑轮上的有效绳子段数越多越省力．

滑轮组中动滑轮上的有效绳子段数与动滑轮的个数和绕绳时绳子的固定点有关．若动滑轮的个数为n，绳子的一端固定在定滑轮上，则动滑轮上的有效绳子段数为2n：若动滑轮的个数为n，绳子的一端固定在动滑轮上．则动滑轮上的有效绳子段数为2n+1.

学即用，练一练：

如图9所示，某工人站在地面上想使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物．请你j画出最省力的绕绳方法.

参考答案：

如图10所示.