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【动滑轮的实质】趣讲展品——自己拉自己

寻找大力士,自己拉自己,要使多大劲?假如要把自己拉起来,一个人抓住自己的头发,使劲向上拉,憋得满脸通红,头发都掉了一把,还是不能离开地面。另一个人找来一根绳子,把绳子一端拴在自己腰上,另一端跨过一个树枝,双手使劲向下拉,结果身体慢慢离开地面。为什么第一个人不能使自己离开地面,而第二个人可以呢?

你是否有注意到,在陕西科技馆3层有2把与众不同的椅子,每把椅子的前面都挂着绳子?绳子上面还有数量不一的小轮?拉动绳子可以把自己抬升起来?这到底是什么神操作?原来,这件展品上有两排“滑轮”,上方横梁上是一排定滑轮,它们是固定不动的,座椅上安装了一排动滑轮,会随着绳子的拉动上下移动,定滑轮可以改变力的方向,动滑轮可以省力,这样就形成了一个滑轮组。当我们坐在椅子上时,身体的重量就由滑轮组上的绳子来承担,绳子的股数越多,为我们分担的力就越多,所以,不需要用多大的力气就可以把自己拉起来。至于椅子上滑轮的数量为什么不一样,就要等你自己来我们陕西科技馆拉一拉看啦。快来感受下,拉动具有不同数量滑轮的座椅时,需要使用的力度是否一样呢?滑轮虽小,在日常生活中发挥的作用却很大,国旗杆上、起重机上、升降机上等,都有滑轮,相信你还可以找到更多身边应用了滑轮的事物,甚至可以通过观察学习和动手动脑,制作出简单的滑轮装置!

展品原理:

本展品的滑轮组中包括了定滑轮和动滑轮。固定不动的滑轮我们称为定滑轮,它可以改变力的方向,但不省力,定滑轮实质上是力臂等于滑轮半径的等臂杠杆;随被拉物体一起运动的滑轮我们称为动滑轮,它可以省力,但不能改变力的方向,动滑轮的动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径,所以动滑轮实质上是动力臂为阻力臂两倍的杠杆,所以可以省一半的力,但是要把重物拉高一米,拉的绳子要走两米的距离。也就是说动滑轮要费一倍的距离。该展品将定滑轮和动滑轮组合使用,形成了既省力又能改变方向的滑轮组。当我们坐在椅子上时,身体的重量就由滑轮组上的绳子来承担,绳子的股数越多,为我们分担的力就越多,一个动滑轮由两根绳子承载物体的重量,因此每根绳子只承载物体一半的重量,这件展品分别有六根绳子和八根绳子,那么就是说我们只用了自身六分之一或八分之一的力量就将自己拉了起来。

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