[科普中国]-动滑轮

轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆（省力杠杆）。它不能改变力的方向，但最多能够省一半的力，但是不省功。与定滑轮能够组成滑轮组。是日常生活中常用的简单机械。1

定义使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。动滑轮可以看做是一个省力杠杆，O为杠杆的支点，滑轮的轴是阻力的作用点。被提升的物体对轴的作用力是阻力，绳对轮的作用力是动力。提升重物时，如果两边绳子平行，动力臂为阻力臂的两倍；动滑轮平衡时，动力为阻力的一半。因此若不计动滑轮自身所受的重力，使用动滑轮可以省一半力，但这时却不能改变用力的方向，向上拉绳才能将重物提起。

定义1 ：轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。

定义2：若将重物直接挂在滑轮上，在提升重物时滑轮也一起上升，这样的滑轮叫动滑轮。

定义3：如果人站在所拉物体上拉动绳子时，相对地面运动的滑轮反而相当于定滑轮，固定不动的为动滑轮，因此动滑轮的定义为相对于施力的人来说如果滑轮运动则为动滑轮，否则为定滑轮。2

特点使用动滑轮能省一半力，费距离。这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离是钩码升高的距离的2倍，即费距离。不能改变力的方向。随着物体的移动而移动。另外，在生活中不能忽略动滑轮本身的质量，所以在动滑轮上升的过程中做了额外功，降低机械效率。

①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）

②实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）。3

历史由来关于滑轮的绘品最早出现于一幅公元前八世纪的亚述浮雕。这浮雕展示的是一种非常简单的滑轮，只能改变施力方向，主要目的是为了方便施力，并不会给出任何机械利益。在中国，滑轮装置的绘制最早出现于汉代的画像砖、陶井模。在《墨经》里也有记载关于滑轮的论述。

古希腊人将滑轮归类为简单机械。早在西元前400年，古希腊人就已经知道如何使用复式滑轮了。大约在西元前330年，亚里士多德在著作《机械问题》（《Mechanical Problems》）里的第十八个问题，专门研讨“复式滑轮”系统。阿基米德贡献出很多关于简单机械的知识，详细地解释滑轮的运动学理论。据说阿基米德曾经独自使用复式滑轮拉动一艘装满了货物与乘客的大海船。西元一世纪，亚历山卓的希罗分析并且写出关于复式滑轮的理论，证明了负载与施力的比例等于承担负载的绳索段的数目，即“滑轮原理”。

1608年，在著作《数学纪要》（《Mathematical Collection》）里，荷兰物理学者西蒙·斯芬表明，滑轮系统的施力与负载之间移动路径的长度比率，等于施力与负载之间的反比率。这是雏型的虚功原理。

1788年，法国物理学者约瑟夫·拉格朗日在巨著《分析力学》（《Mécanique analytique》）里，使用滑轮原理推导出虚功原理，从而揭起了拉格朗日力学的序幕。2

性质及计算性质一个动力臂（L1）为阻力臂（L2）二倍的省力杠杆。当两力平行时，可以省1/2力但要多费1倍距离，且不能改变力的方向。2

计算一、F=G/2(理想化，不计滑轮的重量且只有一个动滑轮）

二、F=(G+G动滑轮）/2（考虑了动滑轮的重量且只有一个动滑轮）

三、F=(G+G动滑轮）/n （n代表接在动滑轮上的绳子的段数，这是一个滑轮组）2

使用方法物体挂在动滑轮一侧绳子上，拉动滑轮的轮轴，如图：

动滑轮特殊使用时，不省力，所用的力是重物重力的2倍，绳子移动距离是重物移动距离的二分之一。相当于正常动滑轮的相反效果。4

本词条内容贡献者为:

宋春霖 - 副教授 - 江南大学