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两个动滑轮:30 千克物体的最小拉力
用 2 个动滑轮组成的滑轮组匀速提升质量为 30 千克的物体,承担物重的绳子有 4 段,物体上升 1 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 75 牛顿,绳端移动 4 米
分步解答
- 物重 G = mg = 30×10 = 300 牛顿先求被提升物体的重力
- F = G/n = 300/4 = 75 牛顿有 n 段绳子共同承担物重,所以每段只需 G/n 的力(n = 4 ✓)
- s = n·h = 4×1 = 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 段绳子共同承担物重时,最小拉力等于物重除以 n,而绳端移动的距离是物体上升高度的 n 倍。省力必然费距离,做功不变。
常见错误
- 只除以动滑轮的个数 2,而不是绳子的段数 4。
- 以为绳端移动的距离和物体上升的高度一样。
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