差动滑轮的省力原理

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1、差动滑轮的省力原理“差动滑轮”又叫倒链，俗称“神仙葫芦” ，是工厂里经常用到的一种特殊结构的滑轮。它由两个直径相差不多且固定在一起的定滑轮和一个动滑轮组成。有了它，只需一个人就可以缓缓吊起或移动很重的物体。“差动滑轮”的省力原理在九年义务教育初中物理机械与人中是利用机械功讨论的，很少见到用杠杆的平衡讨论的。下面用杠杆的平衡来解释“差动滑轮”的省力原理。一、杠杆及其平衡原理杠杆是人们生活和生产中常用的一种简单机械，是在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒。杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。杠杆的平衡原理：动力动力臂阻力阻力臂，即F1L1 F2L2（如图 1 所示）OF1F2L2L1F1L1F 2L2图

2、 1在多个力（如三个力 F1、F 2、F 3）的作用下（如图 2 所示） ，杠杆处于平衡，其原理为：F 1L1F 2L2F 3L3OF1F3L3L1F1L1F 2L2F 3L3F2 L2图 2二、滑轮与“差动滑轮”滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。滑轮是一种变形的杠杆，属于杠杆类简单机械，用途很广。定滑轮的本质是等臂杠杆，动滑轮的本质是动力臂等于阻力臂两倍的杠杆。工厂里有一种特殊结构的滑轮，叫做“差动滑轮” （俗称“神仙葫芦” ） ，它由两个直径相差不多且固定在一起的定滑轮和一个动滑轮组成，其示意图如图 3 所示。有了它，只需一个人就可以缓缓吊起或移动很重的物体。三、 “差动滑轮”的省力原理下面用杠杆的平衡原理解释“差动滑轮”的省力原理（如图 4 所示） 。设重物的重力为 G，人对链索的拉力为F， “差动滑轮 ”的大轮半径为 R、小轮半径为 r，绕过动滑轮的两段链索对定滑轮的拉力相等，且等于 G 的一半，即 F G。那么12FRFr FR图 3图 4GF FF F GR rR R r2R只要两个定滑轮的半径 r 和 R 相差很小，就可以用很小的拉力吊起很重的物体，达到省力效果。例如：设 G20000N，R20cm，r19cm，通过计算可知F500N。所以，一个普普通通的人利用“差动滑轮”可以很轻松提起或移动质量为 2t 的重物。