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滑轮组:最小拉力与绳端距离
用 1 个动滑轮组成的滑轮组匀速提升质量为 10 千克的物体,承担物重的绳子有 2 段,物体上升 2 米。求最小拉力和绳端移动的距离。(g 取 10 牛/千克)
直接答案
最小拉力 50 牛顿,绳端移动 4 米
分步解答
- 物重 G = mg = 10×10 = 100 牛顿先求被提升物体的重力
- F = G/n = 100/2 = 50 牛顿有 n 段绳子共同承担物重,所以每段只需 G/n 的力(n = 2 ✓)
- s = n·h = 2×2 = 4 米省力必费距离:绳端移动距离是物体上升高度的 n 倍(功不省 ✓)
为什么这样做
有 n 段绳子承担物重时,最小拉力是物重的 1/n,但绳端移动距离是物体上升高度的 n 倍:省力必然费距离。
常见错误
- 答成 100 牛,忘记除以承担物重的绳子段数。
- 以为省力也省距离,把绳端距离算成 1 米。
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