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三个动滑轮:18 千克物体的最小拉力
用 3 个动滑轮组成的滑轮组匀速提升质量为 18 千克的物体,承担物重的绳子有 6 段,物体上升 0.5 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 30 牛顿,绳端移动 3 米
分步解答
- 物重 G = mg = 18×10 = 180 牛顿先求被提升物体的重力
- F = G/n = 180/6 = 30 牛顿有 n 段绳子共同承担物重,所以每段只需 G/n 的力(n = 6 ✓)
- s = n·h = 6×0.5 = 3 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 = 物重 ÷ n,绳端移动距离 = 物体上升高度 × n。不计摩擦和滑轮重时,拉力做的功等于提升物体做的功。
常见错误
- 把绳子的段数当成动滑轮的个数 3,而不是 6。
- 把物重乘 6 而不是除以 6。
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