动滑轮为什么是位移的两倍?

当你拉动绳子让物体上升一段距离h时,动滑轮本身也向上移动了同样的距离h。因为动滑轮两侧的绳子都要缩短,左边缩短h,右边也缩短h,所以绳子自由端总共需要被拉动2h的距离,这就是为什么绳端位移是物体位移的两倍。

根据功的原理,任何机械都不能省功,省力必然费距离。动滑轮本质上是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆,它能省一半的力,但代价就是要多走一倍的距离。所以绳子自由端移动的距离S自然就是物体上升高度h的两倍,即S=2h。