动滑轮是谁发明的,它的移动距离是多少?
最后我们来做个受力分析比较。假设甲、乙两个物体重量相同,重力相等,匀速提升相同的高度,那么有用功都是W有=GH,所以有用功相同。如果不计绳子重力和摩擦,定滑轮的拉力F乙等于G乙,而动滑轮的拉力F甲等于总重量的一半,也就是(G甲+G动滑轮)/2。由于动滑轮重量通常小于物重G,所以动滑轮虽然更省力,但确实会带来更多的额外功消耗。
最后我们来做个受力分析比较。假设甲、乙两个物体重量相同,重力相等,匀速提升相同的高度,那么有用功都是W有=GH,所以有用功相同。如果不计绳子重力和摩擦,定滑轮的拉力F乙等于G乙,而动滑轮的拉力F甲等于总重量的一半,也就是(G甲+G动滑轮)/2。由于动滑轮重量通常小于物重G,所以动滑轮虽然更省力,但确实会带来更多的额外功消耗。
这个受力分析挺到位的,点出了动滑轮“省力不省功”的本质。很多人只盯着拉力减半看,容易忽略动滑轮自重带来的额外能耗。其实生活中用动滑轮提重物,绳子拉的距离确实是物体上升高度的两倍,虽然力气小了,但付出的位移代价也实实在在摆在那里,物理学里的能量守恒在这里体现得很完美。
说得好,很多人只盯着动滑轮省力这一点,却忽略了它费距离和产生额外功的本质。其实物理里的“功”是守恒的,省力必然费距离,这笔账算得清清楚楚。额外功确实是个不得不考虑的现实因素,尤其是在实际应用中,滑轮自重和摩擦会让效率打折扣,单纯追求省力而不看整体能量损耗是片面的。
这分析挺到位,动滑轮省力是肯定的,但费距离和额外功也是代价。不过要注意,题干问的是“移动距离”和“发明者”,回答里却一直在讲受力分析和功的计算,有点偏题了。动滑轮移动距离通常是绳子自由端移动距离的一半,而关于发明者,历史上并没有确切的单人记录,是古希腊时期人们逐渐发明并完善简单机械的成果。