手抄报一：滑轮的基本介绍

滑轮（pulley）用来提升重物并能省力的简单机械。

滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索（绳、胶带、钢索、链条等）所组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械叫做滑轮。

简介

在力学里，典型的滑轮（pulley）是可以绕着中心轴旋转的圆轮。在圆轮的圆周面具有凹槽，将绳索缠绕于凹槽，用力牵拉绳索两端的任一端，则绳索与圆轮之间的摩擦力会促使圆轮绕着中心轴旋转。滑轮实际上是变形的、能转动的杠杆。滑轮主要的功能是牵拉负载、改变施力方向、传输功率等等。多个滑轮共同组成的机械称为“滑轮组”，或“复式滑轮”。滑轮组的机械利益较大，可以牵拉较重的负载。滑轮也可以成为链传动或带传动的组件，将功率从一个旋转轴传输到另一个旋转轴。

按滑轮中心轴的位置是否移动，可将滑轮分为“定滑轮”、“动滑轮”；定滑轮的中心轴固定不动，动滑轮的中心轴可以移动，各有各的优势和劣势。而将定滑轮和动滑轮组装在一起可构成滑轮组，滑轮组不但省力而且还可以改变力的方向。

滑轮在初中物理教材中以知识点的形式出现，要求对力的方向、绳端移动距离、做功情况等问题作出解答。

基本信息

分类、数目

定滑轮、动滑轮、滑轮组（或分为单滑轮、双滑轮、三滑轮、四滑轮以至多轮等多种）。

材质

木滑轮、钢滑轮和工程塑料滑轮，可根据实际使用要求有各种材质。

作用

牵拉负载、改变施力方向、传输功率等。

连接方法

吊钩式、链环式、轮材式、吊环式和吊链式，斜拉式等。

尺寸和材料

承受载荷不大的小尺寸滑轮(D<350mm)一般制成实体的滑轮，采用15、Q235或铸铁(如HT200)。

受大载荷的滑轮一般采用球铁或铸钢(如ZG270-500)，铸成带筋和孔或带轮辐的结构

大型滑轮(D>800mm)一般用型钢和钢板焊接结构。

历史

关于滑轮的绘品最早出现于一幅西元前八世纪的亚述浮雕。这浮雕展示的是一种非常简单的滑轮，只能改变施力方向，主要目的是为了方便施力，并不会给出任何机械利益。在中国，滑轮装置的绘制最早出现于汉代的画像砖、陶井模。在《墨经》里也有记载关于滑轮的论述。

古希腊人将滑轮归类为简单机械。早在西元前400年，古希腊人就已经知道如何使用复式滑轮了。大约在西元前330年，亚里士多德在著作《机械问题》（《Mechanical Problems》）里的第十八个问题，专门研讨“复式滑轮”系统阿基米德贡献出很多关于简单机械的知识，详细地解释滑轮的运动学理论。据说阿基米德曾经独自使用复式滑轮拉动一艘装满了货物与乘客的大海船，西元一世纪，亚历山卓的希罗分析并且写出关于复式滑轮的理论，证明了负载与施力的比例等于承担负载的绳索段的数目，即“滑轮原理”。

1608年，在著作《数学纪要》（《Mathematical Collection》）里，荷兰物理学者西蒙·斯特芬表明，滑轮系统的施力与负载之间移动路径的长度比率，等于施力与负载之间的反比率。这是雏型的虚功原理。

1788年，法国物理学者约瑟夫·拉格朗日在巨著《分析力学》（《Mécanique analytique》）里，使用滑轮原理推导出虚功原理，从而揭起了拉格朗日力学的序幕。

手抄报二：三种滑轮定义及特点

(1)定滑轮特点：不省力，但能改变动力的方向。(实质是个等臂杠杆)。

①定义：中间的轴固定不动的滑轮。

②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆

③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G

绳子自由端移动距离S(F)(或速度v(F))=重物移动的距离S(G)(或速度V(G))

(2)动滑轮特点：省一半力，但不能改变动力方向，要费距离。(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)

①定义：和重物一起移动的滑轮。(可上下移动，也可左右移动)

②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则：F=(1/2)G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=(G(物)+G(动))/2绳子自由端移动距离S(F)(或V(F)=2倍的重物移动的距离S(G)(或V(G))

(3)滑轮组：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

1、定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。

2、特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

3、动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即s=nh。如下图所示。(n表示承担物重绳子的段数)

滑轮组的组装：

(1)根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n;

(2)确定动滑轮的个数;

(3)根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。

确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。

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