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两个动滑轮:最小拉力与绳端距离
用 2 个动滑轮组成的滑轮组匀速提升质量为 24 千克的物体,承担物重的绳子有 4 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 60 牛顿,绳端移动 2 米
分步解答
- 物重 G = mg = 24×10 = 240 牛顿先求被提升物体的重力
- F = G/n = 240/4 = 60 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 = 4×0.5 = 2 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 = 物重 ÷ n,而绳端移动距离 = 物体上升高度 × n;省力不省功。
常见错误
- 只按一个动滑轮算,把绳的段数当成 2 段。
- 忘记绳端移动距离是物体上升高度的 4 倍。
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