第三章 机械传动
第1节
**动滑轮---吊车
【知识点】三章情景引入
1. 2. 3.
【重难点】
滑轮结构
定滑轮的结构特点 动滑轮的结构特点
1. 掌握动滑轮省力的算法 2. 滑轮组的应用
【情景引入 】
我们在升国旗的时候，通过向下拉线，国旗可以向上升起来，是因为国旗上方有一个滑轮，绳子绕过滑轮，可以将国旗拉上去。这里面就用到了一个物理结构—滑轮
我们来看看下面几个我们常用的东西，如图1-3-1所示：
图1-3-1 升旗用的滑轮
思考
1. 2.
小知识 ：
这个滑轮会随着国旗向上动而移动么？ 用滑轮与不用滑轮有什么区别呢？
1. 像国旗上这种滑轮，它是定在上面的，只会在转位置旋转，不会移动，叫做定滑轮。
2. 还有一种滑轮，它会随着物体的移动跟着一起移动，叫做定滑轮，比如我们从刚出想把低处的东西搬上去，就会用到动滑轮。
一、基本结构 1.定滑轮
定滑轮顾名思义，它是固定住的，只能旋转，不能移动。如图1-3-3所示：
图1-3-2 定滑轮
【想一想】
（1）当我们使用定滑轮，拉绳子时，物体会随着绳子一起上升，那么是我们拉绳子的长度和物体上升的长度是什么关系呢？
（2）当我们使用定滑轮拉东西时，有没有感觉的省力？ （3）定滑轮给我们带来了什么好处？ 2.动滑轮
动滑轮跟定滑轮相似，但是它不是固定住的，是随着物体一起移动的。如图1-3-4所示。
图1-3-3
【想一想】
（1） 当我们拉动绳子时，随着物体上升的不只是物体本身，还有滑轮，那么
这种方式和定滑轮有什么区别呢？
（2） 我们使用动滑轮拉动物体时，我们拉动绳子的长度和物体上升的长度是
什么关系？
小结：
1. 如果我们想要搬起物体，需要向上施力，但是当我们使用定滑轮时，如果想让物体上升，我们则可以向下施力，所以，当我们想把物体运送到高处时，不需要人也跑到高处，只需要使用定滑轮，站在地面上就可以完成。定滑轮可以改变我们的施力方向，同时我们拉动绳子的长度与物体上升的长度是相等的。最后，定滑轮并不能帮助我们省力，只能帮助我们改变施力方向。定滑轮实质是一个等臂杠杆。如图1-3-4所示。
图1-3-4
2. 我们通过观察动滑轮，发现物体向上移动时，我们拉动绳子的方向也是向上的，所以我们可以知道，动滑轮与定滑轮不同，它不能改变施力方向。但是，我们使用动滑轮时，可以帮助我们省力，这是由于动滑轮本身也是一个“变形”的杠杆结构，并且是一个省力杠杆，如图1-3-5所示
图1-3-5
根据我们上一节关于杠杆的学习，我们知道杠杆平衡的条件是：
动力×动力臂=阻力×阻力臂
通过图可知，动力臂L1=2倍的阻力臂L2，所以动力F1=1/2阻力F2，是一个省力杠杆，并且可以帮助我们省掉一半的力，但缺浪费了一倍的距离。
3.滑轮组
经过前面的学习，我们知道了定滑轮可以改变施力方向，动滑轮可以省一半的力，那么当我们想既省力又可以改变施力方向的时候，我们该怎么做呢？我们可以引进一个装置，叫做滑轮组。
图1-3-6 滑轮组
由定滑轮和动滑轮组成的滑轮装置叫做滑轮组。利用滑轮组，可以省力的同时改变力的方向。
小知识
滑轮组的绕绳方式：
1. 滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，可以达到既省力又改变力作用方向
的目的。使用中，省力多少和绳子的绕法，决定于滑轮组的使用效果。绕绳的原则：
图1-3-7 滑轮组的不同绕绳方式
（1）定滑轮和动滑轮数量相等时，绳子的自由端可以从动滑轮出来，也可以从
定滑轮出来，而且从定滑轮出来时，绳子的固定端挂在定滑轮上；从动滑轮出来时，绳子的固定端挂在动滑轮上。定滑轮和动滑轮数量差不会超过1。
（2）定滑轮和动滑轮数量不相等时，绳子的自由端从数量多的滑轮那一边出
来，绳子的固定端挂在数量少的滑轮一边。动滑轮一定时，当绳子的固定端挂在动滑轮上时，滑轮组要比绳子的固定端挂在定滑轮时省力（因为有更多段绳子承担物重）。
设n为承受物重的绳子段数（即绕过或固定在动滑轮的绳子数量。如上面图1-3-7左边的滑轮组n=5，右边n=4），则使用滑轮组时，重物有n条绳索承重，提起物体所用的力就是物重的n分之一。
二、设计构建
吊车的原理：利用滑轮组，制作一个可以把重物吊起来的吊车，达到即省力又能改变力的方向的目的 1. 滑轮组的设计
你的机器人要用到什么零件呢，把你需要的零件写入清单里面吧。
物料清单
1. 两个滑轮 2. 线（绳） 3. 车轮
4. 杆，板等结构件 5. 轴，拴的配件
2. 机械传动
你的机器人传动部分要用到什么零件呢，把你需要的零件写入清单里面吧。
物料清单
1. 滑轮
ROBOROB-等级考试-第三章第一节13动滑轮
