定滑轮

定滑轮

简介

定滑轮的中心轴固定不动。定滑轮的功能是改变力的方向，但不能省力。当牵拉重物时，可使用定滑轮将施力方向转变为容易出力的方向。使用定滑轮时，施力牵拉的距离等于物体上升的距离，不能省力也不费力。绳索两端的拉力相等，所以，输出力等与输入力，不计摩擦时，定滑轮的机械效率接近于1。

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。大约在公元前330年，亚里士多德在着作《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，在着作《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·拉格朗日在巨着《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。

仪器和器材

演示滑轮组（J2121型），测力计二个，钩码，细绳及支架。它的作用是改变用力方向，不象动滑轮是只改变力的大小，不改变力的方向，不改变力的方向

实验方法

1.取一单滑轮固定在方座支架

2.用手竖直向下匀速拉测力计，当滑轮平衡时，观察测力计读数。

3.改变测力计拉力的方向（水平、斜向下、向下），当滑轮平衡时，记下各次测力计的读数。

4.改变所挂钩码的重量，重复上述实验，并记下各次测力计的读数

5.实验所得的数据分析，在实验误差允许的范围内，测力计的读数跟所挂钩码的重量相等。

由此得出结论：使用定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。