滑轮组绕线方法分类解析

杨黎娜

定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组，滑轮组是一种重要的简单机械，使用滑轮组既能省办.还能改变力的方向，但同学们在初学滑轮组时，往往对绕线问题感到困惑.本文分三类探讨滑轮组绕线问题的解决方法.

已知绳子自由端方向

已知绳子自由端方向（拉力向下或向上），绕绳方法为从绳子自由端开始向滑轮绕，即由外向内绕.最后固定在中间的某个定滑轮或动滑轮的挂钩上.如已知拉力向下，我们先由下往上绕.绕过最外面的定滑轮后继续往最外面的动滑轮上绕，然后由最外面的动滑轮绕到倒数第二层的定滑轮……直到绕到最里面的某个定滑轮或动滑轮的挂钩上.

例1 如图1.小亮站在地面上通过一根绳和两个滑轮匀速提升重物2m，按要求画出滑轮组的绕线.

解析：因人站在下面，且需要将重物提升2m.所以拉力向下，按图2a、b、c所示的顺序用直尺绕线，

答案：如图2c所示，

已知绳子段数

已知绳子段数n（若忽略滑轮重和摩擦，拉力为物重的1/n）和滑轮个数，相当于已知绳子固定点，因为：如果绳子先固定在定滑轮上.由于每个动滑轮的两边都有两段绳子承重.那么承重的绳子段数一定是偶数：如果绳子先固定在动滑轮上，那么最上面的动滑轮上会有三段绳子承重，其余每个动滑轮都有两段绳子承重，所以承重的绳子段数一定是奇数.也就是说，如果承重的绳子段数为偶数，就先把绳子固定在定滑轮上，再由内向外按顺序绕线：如果承重的绳子段数为奇数.就先把绳子固定在动滑轮上，再由内向外按顺序绕线.可简记为“偶定奇动.由内向外”.

例2如图3所示.利用该滑轮组提起一个重1000 N的重物，如果要达到最省力的效果，请画出绳子的绕法，

解析：已知是由两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，要想最省力，可知绳子段数最大为5.我们需要把绳子先拴在动滑轮上，然后按图4a、b、c、d、e所示的顺序绕线，

答案：如图4e所示.

水平方向滑轮组

上面两个小标题讨论的均为竖直方向的滑轮组.竖直方向滑轮组在竖直方向旋转90度即为水平方向滑轮组，我们可根据题意先得出需要分担拉物体的力的绳子段数，如果绳子段数为奇数，就先将绳子固定在动滑轮上：如果绳子段数为偶数.就先将绳子固定在定滑轮上，然后由内向外绕线，最后绳子的自由端需要画在滑轮组的上方，

例3小军同学研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用如图5所示滑轮组将重为50 N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法，

解析：这是只有一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，要想最省力.就需要3段绳子承担拉力，我們先把绳子固定在动滑轮上.然后向定滑轮绕去.直到绳子从上方绕出.

答案：如图6所示.

如果需要我们按要求设计滑轮组，我们又该怎么做呢？首先要确定动滑轮的个数.当忽略绳重和摩擦时，根据物重、动滑轮重和拉力的大小关系计算出承重的绳子段数n（n=G物+G动 /F 保留到整数，小数点后都进位）.由于每两段绳子需要一个动滑轮，所以动滑轮的个数为n/2（四舍五入，保留到整数）.然后确定定滑轮个数（一般是一个动滑轮配一个定滑轮）.但需注意的是：当拉力方向和物体运动方向相同时，偶数（n>2）段绳子可减少一个定滑轮;当拉力方向和运动方向不同时，奇数（n≥3）段绳子需增加一个定滑轮.

滑轮组的绕线需要用直尺画成直线，要与两个滑轮外侧相切.不可重复绕在同一个滑轮上，不可相交，一般情况下，我们在最外层最后一根绳子的末端画箭头表示拉力的方向，

责任编辑 蔡华杰