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滑輪組由若干定滑輪和動滑輪匹配而成達(dá)既省力又改變力作用方向目

滑輪組是由若干個(gè)定滑輪和動滑輪匹配而成，可以達(dá)到既省力又改變力作用方向的目的。使用中，省力多少和繩子的繞法，決定于滑輪組的使用效果。動滑輪被兩根繩子承擔(dān)，即每根繩承擔(dān)物體和動滑輪
力就是物體和動滑輪總重的幾分之一。
原則是：n為奇數(shù)時(shí)，繩子從動滑輪為起始。用一個(gè)動滑輪時(shí)有三段繩子承擔(dān)，其后每增加一個(gè)動滑輪增加二段繩子。如：n=5，則需兩個(gè)動滑輪（3+2）。n為偶數(shù)時(shí)，繩子從定滑輪為起始，這時(shí)所有動滑輪都只用兩段繩子承擔(dān)。如：n=4，則需兩個(gè)動滑輪（2+2）。
其次，按要求確定定滑輪個(gè)數(shù)，原則是：一般的：兩股繩子配一個(gè)動滑輪，一個(gè)動滑輪一般配一個(gè)定滑輪。力作用方向不要求改變時(shí)，偶數(shù)段繩子可減少一個(gè)定滑輪；要改變力作用方向，需增加一個(gè)定滑輪。
綜上所說，滑輪組設(shè)計(jì)原則可歸納為：奇動偶定；一動配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定。

干個(gè)定滑輪和動滑輪匹配而成，可以達(dá)到既省力又改變力作用方向的目的。使用中，省力多少和繩子的繞法，決定于滑輪組的使用效果。動滑輪被兩根繩子承擔(dān)，即每根繩承擔(dān)物體和動滑輪。
力就是物體和動滑輪總重的幾分之一。
原則是：n為奇數(shù)時(shí)，繩子從動滑輪為起始。用一個(gè)動滑輪時(shí)有三段繩子承擔(dān)，其后每增加一個(gè)動滑輪增加二段繩子。如：n=5，則需兩個(gè)動滑輪（3+2）。n為偶數(shù)時(shí)，繩子從定滑輪為起始，這時(shí)所有動滑輪都只用兩段繩子承擔(dān)。如：n=4，則需兩個(gè)動滑輪（2+2）。
其次，按要求確定定滑輪個(gè)數(shù)，原則是：一般的：兩股繩子配一個(gè)動滑輪，一個(gè)動滑輪一般配一個(gè)定滑輪。力作用方向不要求改變時(shí)，偶數(shù)段繩子可減少一個(gè)定滑輪；要改變力作用方向，需增加一個(gè)定滑輪。
綜上所說，滑輪組設(shè)計(jì)原則可歸納為：奇動偶定；一動配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定。
滑輪
由可繞中心軸轉(zhuǎn)動有溝槽的圓盤和跨過圓盤的柔索（繩、膠帶、鋼索、鏈條等）所組成的可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動的簡單機(jī)械?；喪歉軛U的變形，屬于杠桿類簡單機(jī)械。在我國早在戰(zhàn)國時(shí)期的著作《墨經(jīng)》中就有關(guān)于滑輪的記載。中心軸固定不動的滑輪叫定滑輪，是變形的等臂杠桿，不省力但可以改變力的方向。中心軸跟重物一起移動的滑輪叫動滑輪，是變形的不等臂杠桿，能省一半力，但不改變力的方向。實(shí)際中常把一定數(shù)量的動滑輪和定滑輪組合成各種形式的滑輪組。滑輪組既省力又能改變力的方向。
工廠中常用的差動滑輪（俗稱手拉葫蘆）也是一種滑輪組。滑輪組在起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、升降機(jī)等機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。
滑輪有兩種：定滑輪和動滑輪 ，組合成為滑輪組。
(1)定滑輪
定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不省力也不費(fèi)力，但可以改變作用力方向.
定滑輪的特點(diǎn)
通過定滑輪來拉鉤碼并不省力。通過或不通過定滑輪，彈簧秤的讀數(shù)是一樣的?？梢姡褂枚ɑ啿皇×Φ芨淖兞Φ姆较?。在不少情況下，改變力的方向會給工作帶來方便。
定滑輪的原理
定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿，動力L1、阻力L2臂都等于滑輪半徑。根據(jù)杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的結(jié)論。
(2)動滑輪
動滑輪實(shí)質(zhì)是動力臂為阻力臂二倍的杠桿，省1/2力多費(fèi)1倍距離.
動滑輪的特點(diǎn)
使用動滑輪能省一半力，費(fèi)距離。這是因?yàn)槭褂脛踊啎r(shí)，鉤碼由兩段繩子吊著，每段繩子只承擔(dān)鉤碼重的一半。使用動滑輪雖然省了力，但是動力移動的距離大于鉤碼升高的距離，即費(fèi)了距離。
動滑輪的原理
動滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動力臂（L1）為阻力臂（L2）二倍的杠桿。
(3)滑輪組
滑輪組：由定滑輪跟動滑輪組成的滑輪組，既省力又可改變力的方向.
滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是總重的幾分之一.繩子的自由端繞過動滑輪的算一段，而繞過定滑輪的就不算了.
使用滑輪組雖然省了力，但費(fèi)了距離，動力移動的距離大于重物移動的距離.
滑輪組的用途:
為了既節(jié)省又能改變動力的方向，可以把定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。
省力的大小
使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一。
滑輪組的特點(diǎn)
用滑輪組做實(shí)驗(yàn)，很容易看出，使用滑輪組雖然省了力，但是費(fèi)了距離——?jiǎng)恿σ苿拥木嚯x大于貨物升高的距離。
[編輯本段]滑輪組原理
有的中學(xué)物理教科書認(rèn)為，利用滑輪組運(yùn)輸或提升貨物，只能省力，但不能省功，中學(xué)物理教科書的上述結(jié)論對從事機(jī)械
械傳動設(shè)計(jì)工作的工程師影響極大，由于汽車、火車、輪船等運(yùn)輸裝置和各種機(jī)械裝置在使用的過程中會頻繁地出現(xiàn)啟動、加速、減速、停止等各種運(yùn)動，并在啟動、加速、減速、停止等各種運(yùn)動過程中消耗大量的能量，完全需要在理論上說明怎樣設(shè)計(jì)或使用汽車、火車、輪船等運(yùn)輸裝置的傳動系統(tǒng)，以使其處于最佳節(jié)能狀態(tài)，但中學(xué)物理教科書的上述結(jié)論使得機(jī)械工程師在從事機(jī)械傳動設(shè)計(jì)時(shí)，以及在指導(dǎo)人們使用運(yùn)輸車輛和機(jī)械裝置時(shí)，往往忽略了滑輪組的段數(shù)或減速機(jī)的傳動比在各種狀態(tài)下與節(jié)能的關(guān)系，造成現(xiàn)有的許多運(yùn)輸車輛和機(jī)械傳動裝置在運(yùn)行過程中的能量消耗較高，輸送貨物數(shù)量較少。
下面通過分析兩個(gè)物理習(xí)題的方式說明利用滑輪組牽引物體，不僅可以省力，而且可以通過將更多的物體輸送至目的地的形式節(jié)約能源。
對于沿水平方向作牽引物體運(yùn)動的滑輪組
分析如下：
一個(gè)質(zhì)量為m的物體M放置在水平面上，利用滑輪組通過繩子與物體M相連，繩子牽引物體M的段數(shù)為K，繩子的牽引力為F，利用動力裝置使物體M沿水平面由靜止?fàn)顟B(tài)開始作加速運(yùn)動，則由牛頓運(yùn)動定律可知：
KF＝ma2 （1）
式中a2為物體M的加速度，并且
a2＝a1/K （2）
式中a1為滑輪組輸入端繩子的加速度，解（1）、（2）式可得：
a1＝K2F/m （3）
使用滑輪組的目的是運(yùn)輸或提升一定數(shù)量貨物到達(dá)目的地，每個(gè)從事具體勞動的人都希望多拉快跑，即省力、又迅速地完成工作。為了對比使用滑輪組與不使用滑輪組的區(qū)別，令滑輪組輸入端繩子的加速度在使用滑輪組與不使用滑輪組時(shí)都為a1值，在此狀態(tài)下動力裝置輸出的功率相等，設(shè)不使用滑輪組時(shí)（K＝1）動力裝置運(yùn)輸?shù)奈矬wM質(zhì)量為m′，使用滑輪組時(shí)動力裝置運(yùn)輸?shù)奈矬wM質(zhì)量為m，則有：
F/m′＝K2F/m （4）
化簡后可得：
m＝K2m′ （5）
但使用滑輪組時(shí)動力裝置運(yùn)輸物體M的距離是不使用滑輪組時(shí)的L/K，為了便于對比，分別令兩種狀態(tài)下的動力裝置工作K次，這樣一來，使用滑輪組的動力裝置就可將質(zhì)量為K2m′的貨物輸送至L距離，不使用滑輪組的動力裝置則將質(zhì)量為Km′的貨物都輸送L距離，此時(shí)通過對比可見，使用滑輪組時(shí)動力裝置運(yùn)輸?shù)奈矬wM質(zhì)量m為不使用滑輪組時(shí)動力裝置運(yùn)輸?shù)奈矬wM質(zhì)量m′的K倍。
當(dāng)物體M的運(yùn)動存在摩擦阻力f時(shí)，則式（1）變?yōu)?
KF-f＝ma2 （6）
其中f＝μmg，μ為摩擦系數(shù)。
解（2）、（6）式，并將f＝μmg帶入可得：
a1＝（K2F-Kμmg）/m （7）
同樣令滑輪組輸入端繩子的加速度在使用滑輪組與不使用滑輪組時(shí)都為a1值，在此狀態(tài)下動力裝置消耗的功率相等，設(shè)不使用滑輪組時(shí)（K＝1）動力裝置運(yùn)輸?shù)奈矬wM質(zhì)量為m′，使用滑輪組時(shí)動力裝置運(yùn)輸?shù)奈矬wM質(zhì)量為m，則有：
（F-μm′g）/m′＝（K2F-Kμmg）/m （8）
化簡后可得：
m＝K2Fm′/（F+Kμm′g -μm′g） （9）
同樣地，使用滑輪組時(shí)動力裝置運(yùn)輸物體M的距離是不使用滑輪組時(shí)的L/K，為了便于對比，分別令兩種狀態(tài)下的動力裝置工作K次，這樣一來，使用滑輪組的動力裝置就可將質(zhì)量為K2Fm′/（F+Kμm′g -μm′g）的貨物輸送至L距離，不使用滑輪組的動力裝置則將質(zhì)量為Km′的貨物都輸送L距離，此時(shí)通過對比可見，使用滑輪組時(shí)動力裝置運(yùn)輸?shù)奈矬wM質(zhì)量m為不使用滑輪組時(shí)動力裝置提升的物體M質(zhì)量m′的KF/（F+Kμm′g-μm′g）倍。也就是說，利用滑輪組牽引物體，在某些條件下使運(yùn)輸車輛和機(jī)械傳動裝置不僅可以省力，而且可以通過將更多的物體輸送至目的地的形式節(jié)約能源。
由于汽車、火車、輪船等運(yùn)輸裝置在使用的過程中會頻繁地出現(xiàn)啟動、加速、減速、停止等各種運(yùn)動，并在啟動、加速、減速、停止等各種運(yùn)動過程中消耗大量的能量，上述結(jié)論可以在理論上被用來指導(dǎo)和說明設(shè)計(jì)或使用汽車、火車、輪船等運(yùn)輸裝置的傳動系統(tǒng)，以使其處于最佳節(jié)能狀態(tài)。例如，汽車、火車、輪船等運(yùn)輸裝置在啟動、加速階段可以采用大傳動比的傳動系統(tǒng)，開足馬力全力沖刺，而不要采用傳動比小的傳動系統(tǒng)。
對于沿垂直方向作牽引物體運(yùn)動的滑輪組或者是減速機(jī)分析如下：
一個(gè)質(zhì)量為m的物體M懸掛在空中，利用滑輪組的輸出端通過繩子與物體M相連，繩子牽引物體M的段數(shù)為K，繩子的牽引力為F，利用動力裝置使物體M在空中由靜止?fàn)顟B(tài)開始作向上的加速運(yùn)動，則由牛頓運(yùn)動定律可知：
KF-mg＝ma2 （10）
式中a2為物體M的加速度，并且
a2＝a1/K （11）
式中a1為滑輪組輸入端繩子的加速度，解（11）、（12）式可得：
a1＝（K2F-Kmg）/m （12）
使用滑輪組的目的是運(yùn)輸或提升一定數(shù)量貨物到達(dá)目的地，每個(gè)從事具體勞動的人都希望多拉快跑，即省力、又迅速地完成工作。為了對比使用滑輪組與不使用滑輪組的區(qū)別，令滑輪組輸入端繩子的加速度在使用滑輪組與不使用滑輪組時(shí)都為a1值，在此狀態(tài)下動力裝置輸出的功率相等，設(shè)不使用滑輪組時(shí)動力裝置運(yùn)輸?shù)奈矬wM質(zhì)量為m′，使用滑輪組時(shí)動力裝置運(yùn)輸?shù)奈矬wM質(zhì)量為m，則有：
（F-m′g）/m′＝（K2F-Kmg）/m （13）
化簡后可得：
m＝K2m′/〔1+（K-1）m′g/F〕 （14）
但使用滑輪組時(shí)動力裝置提升物體M的高度是不使用滑輪組時(shí)的h/K，為了便于對比，分別令兩種狀態(tài)下的動力裝置工作K次，這樣一來，使用滑輪組的動力裝置就可將質(zhì)量為K2m′/〔1+（K-1）m′g/F〕的貨物提升至h高度，不使用滑輪組的動力裝置則將質(zhì)量為Km′的貨物都提升至h高度，此時(shí)通過對比可見，使用滑輪組時(shí)動力裝置提升的物體M質(zhì)量m為不使用滑輪組時(shí)動力裝置提升的物體M質(zhì)量m′的K/〔1+（K-1）m′g/F〕倍。
當(dāng)物體M的運(yùn)動存在摩擦阻力f時(shí)，則式（11）變?yōu)?
KF-mg-f＝ma2 （15）
其中f＝μmg，μ為摩擦系數(shù)。
解（12）、（16）式，并將f＝μmg帶入可得：
a1＝（K2F-Kmg-Kμmg）/m （16）
同樣令滑輪組輸入端繩子的加速度在使用滑輪組與不使用滑輪組時(shí)都為a1值，在此狀態(tài)下動力裝置輸出的功率相等，設(shè)不使用滑輪組時(shí)動力裝置提升的物體M質(zhì)量為m′，使用滑輪組時(shí)動力裝置提升的物體M質(zhì)量為m，則有：
（F-m′g-μm′g）/m′＝（K2F-Kmg-Kμmg）/m （17）
化簡后可得：
m＝K2Fm′/（F+Km′g+Kμm′g-m′g-μm′g） （18）
同樣地，使用滑輪組時(shí)動力裝置提升物體M的高度是不使用滑輪組時(shí)的h/K，為了便于對比，分別令兩種狀態(tài)下的動力裝置工作K次，這樣一來，使用滑輪組的動力裝置就可將質(zhì)量為K2Fm′/（F+Km′g+Kμm′g-m′g-μm′g）的貨物提升至h距離，不使用滑輪組的動力裝置則將質(zhì)量為Km′的貨物都提升h高度，此時(shí)通過對比可見，使用滑輪組時(shí)動力裝置提升的物體M質(zhì)量m為不使用滑輪組時(shí)動力裝置提升的物體M質(zhì)量m′的KF/（F+Km′g+Kμm′g-m′g-μm′g）倍。也就是說，利用滑輪組或減速機(jī)提升物體，在某些條件下使運(yùn)輸車輛和機(jī)械傳動裝置不僅可以省力，而且可以通過將更多的物體提升至目的地的形式節(jié)約能源。
由于上分析可知，對于電梯、吊車等各種縱向運(yùn)輸裝置，在啟動、加速階段可以采用大傳動比的傳動系統(tǒng)，而不要采用傳動比小的傳動系統(tǒng)。
通過以上分析可知，令動力裝置通過滑輪組或減速機(jī)對物體進(jìn)行輸送，無論是沿水平方向，還是沿垂直方向，都能夠在消耗一定能量的條件下，將更多的貨物輸送到目的地。
滑輪組的組裝:滑輪組
滑輪組是由若干個(gè)定滑輪和動滑輪匹配而成，可以達(dá)到既省力又改變力作用方向的目的。使用中，省力多少和繩子的繞法，決定于滑輪組的使用效果。動滑輪被幾根繩子承擔(dān)，即每根繩承擔(dān)物體和動滑輪
力就是物體和動滑輪總重的幾分之一。
數(shù)，原則是：n為奇數(shù)時(shí)，繩子從動滑輪為起始。用一個(gè)動滑輪時(shí)有三段繩子承擔(dān)，其后每增加一個(gè)動滑輪增加二段繩子。如：n=5，則需兩個(gè)動滑輪（3+2）。n為偶數(shù)時(shí)，繩子從定滑輪為起始，這時(shí)所有動滑輪都只用兩段繩子承擔(dān)。如：n=4，則需兩個(gè)動滑輪（2+2）。
其次，按要求確定定滑輪個(gè)數(shù)，原則是：一個(gè)動滑輪一般配一個(gè)定滑輪。力作用方向不要求改變時(shí)，偶數(shù)段繩子可減少一個(gè)定滑輪；要改變力作用方向，需增加一個(gè)定滑輪。
綜上所說，滑輪組設(shè)計(jì)原則可歸納為：奇動偶定；一動配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定。
對于繞繩方法,有一點(diǎn)切記:繩不可相交.其實(shí)繞繩難的就數(shù)滑輪組拉,只要掌握了要決,那就一點(diǎn)不難拉.滑輪組在繞線時(shí)如果動滑輪少那么要先從定滑輪繞起;反之要定滑 輪少,那么要先從動滑輪繞起;如果一樣多的話還是要先繞動滑輪。