阶梯型滑轮组的分析方法

　　在初中物理有这样的一道题：“如图所示，两个物体的物重分别为G1和G2，忽略滑轮自重和摩擦。当滑轮平衡时，G1和G2之比是多少？”

　　像这一类的滑轮组就像是楼梯一样，所以多年来我都把它称为是阶梯型的滑轮组。

　　对于阶梯型滑轮组的分析，有相当一部分学生习惯地认为有n个动滑轮，就要省1/(2n)的力。若是如此，像这一题，有一个动滑轮就能省1/2的力，即：G1:G2=1:2。这种分析方法对不对呢？我们不妨再看一题：

　　如图1所示，在忽略滑轮自重和摩擦的情况下，当滑轮平衡时，拉力F=__________ G。

　　在这一题中，三个滑轮都是动滑轮，那么是不是F=1/6G呢？其实不是。可见，对滑轮组的分析不是看有几个动滑轮，而是看有几股绳子承受力的大小。无论是动滑轮还是定滑轮，每一个滑轮上都有3股绳子承受力的作用，如图2。第2、3两股绳子在滑轮的两边，是同一根绳子，它们所承受的力的大小是相等的，即F2=F3；在不考虑动滑轮的重和绳子与滑轮之间的摩擦的情况下，第1股绳子所承受的力的大小等于第2、3两股绳子承受力的和，即F1=F2+F3。我们可以在此基础上对复杂滑轮组进行分析。

　　例1 如图3所示，物体G重为80N，若绳重、轮重及摩擦不考虑，当物体G静止时，力F为_________N。

　　[分析]根据每个滑轮上三股绳子所承受力的特点，可以在图上标出每一股绳子所承受力的大小。由图上分析的结果可以看出G=4F，G=80N，所以F=20N。

　　例2 如图4所示，在忽略滑轮自重和摩擦的情况下，当滑轮平衡时，拉力F=____________ G。

　　[分析]根据每个滑轮上三股绳子所承受力的特点，在图上标出每一股绳子所承受力的大小。由图上分析的结果可以看出G=4F+2F+F=7F，所以F=1/7G。

　　例3 如图5所示，用力F将重物匀速提起，摩擦、滑轮重不计，则物体重G与力F的关系为（　　）

　　A、F=G　　B、F=1/2G　　C、F=2G　　D、无法确定

　　[分析]对于这一题，有的学生看到这是个动滑轮，就会选B，而对选C很是不理解。而如果用一个滑轮上的三股绳子所承受力的特点去分析，就不会有什么疑问了。如图上分析可以看出F=2G。

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