第 1 题
一个 50 公斤的重物挂在一个固定在天花板上的定滑轮上。不计摩擦和绳重,需要多大的拉力才能把它提起来?
- A12.5 公斤的力
- B25 公斤的力
- C50 公斤的力
- D100 公斤的力
▶解析
答案:C. 50 公斤的力
🐱 要数承重的绳段数,不是数滑轮个数。定滑轮只改变拉力方向,别的什么都不改:只有一段绳承重,所以你仍要拉满 50 公斤。最典型的错误是数滑轮而不数绳段——定滑轮完全不省力,装再多个也一样。
这类题做错的人,几乎都错在同一个地方,而且不是算术。他们在数滑轮,而规则数的是绳。
机械能力测试爱考滑轮,是因为一张滑轮图就能看出你是否真的理解「机器是用力换距离」。它没法蒙,也没有公式表可背——但你只需要一条规则,而这条规则往往不是多数人带进考场的那条。
规则:所需的力 = 载荷 ÷ 支撑动滑轮组的绳段数。 不是滑轮个数,不是你能看见几个轮子,而是真正向上拉着载荷的绳段数。
为什么是这样:载荷挂在同一根绳的若干股上,而一根张紧的绳,全长各处的张力相同。四股分担 160 公斤,每股承担 40 公斤——所以你只需要用 40 公斤的力去拉。绳子不在乎它一路绕过了几个轮子。
代价是:你把力除以几,就要把距离乘以几。 把这个 160 公斤的载荷提高一米,你得拉动四米绳。机器从不白给你东西,它只是让你换一种货币付账。题目要是问「你得拉多长的绳」,被忘掉的正是这一半。
1. 找到载荷,只看向上拉着动滑轮组的那些绳股。你手里那一股如果是从定滑轮上垂下来的,别数它——它负责改方向,不承担载荷。
2. 数这些绳股,记作 n。
3. 所需的力 = 载荷 ÷ n;要拉的绳长 = 提升高度 × n。
4. 检查方向对不对:滑轮越多,应当力越小、绳越长。如果你算出来需要的力比载荷本身还大,那一定是哪里反了。
还有一个值得养成的习惯:动笔之前先猜一下答案该比载荷大还是小。这类题的错误选项多半就是载荷本身、载荷的两倍,或者「拿滑轮个数去除」的结果——光靠方向判断就能排掉一大半。
常见问法:它们的问法有「需要多大的力」「省力倍数是多少」「要拉多长的绳」三种,但考的是同一条规则的不同端。
第 1 题
一个 50 公斤的重物挂在一个固定在天花板上的定滑轮上。不计摩擦和绳重,需要多大的拉力才能把它提起来?
答案:C. 50 公斤的力
🐱 要数承重的绳段数,不是数滑轮个数。定滑轮只改变拉力方向,别的什么都不改:只有一段绳承重,所以你仍要拉满 50 公斤。最典型的错误是数滑轮而不数绳段——定滑轮完全不省力,装再多个也一样。
第 2 题
一个 80 公斤的重物挂在绳上挂着 1 个动滑轮,上方有定滑轮上。不计摩擦和绳重,需要多大的拉力才能把它提起来?
答案:C. 40 公斤的力
🐱 要数承重的绳段数,不是数滑轮个数。每个动滑轮由 2 段绳吊着,所以 1 个动滑轮给出 2 段承重绳。80 ÷ 2 = 40 公斤。最典型的错误是数滑轮而不数绳段——定滑轮完全不省力,装再多个也一样。
第 3 题
一个 160 公斤的重物挂在绳上挂着 2 个动滑轮,上方有定滑轮上。不计摩擦和绳重,需要多大的拉力才能把它提起来?
答案:B. 40 公斤的力
🐱 要数承重的绳段数,不是数滑轮个数。每个动滑轮由 2 段绳吊着,所以 2 个动滑轮给出 4 段承重绳。160 ÷ 4 = 40 公斤。最典型的错误是数滑轮而不数绳段——定滑轮完全不省力,装再多个也一样。
第 4 题
一个 160 公斤的重物挂在绳上挂着 4 个动滑轮,上方有定滑轮上。不计摩擦和绳重,需要多大的拉力才能把它提起来?
答案:B. 20 公斤的力
🐱 要数承重的绳段数,不是数滑轮个数。每个动滑轮由 2 段绳吊着,所以 4 个动滑轮给出 8 段承重绳。160 ÷ 8 = 20 公斤。最典型的错误是数滑轮而不数绳段——定滑轮完全不省力,装再多个也一样。
第 5 题
一个 240 公斤的重物挂在绳上挂着 2 个动滑轮,上方有定滑轮上。不计摩擦和绳重,需要多大的拉力才能把它提起来?
答案:A. 60 公斤的力
🐱 要数承重的绳段数,不是数滑轮个数。每个动滑轮由 2 段绳吊着,所以 2 个动滑轮给出 4 段承重绳。240 ÷ 4 = 60 公斤。最典型的错误是数滑轮而不数绳段——定滑轮完全不省力,装再多个也一样。
第 6 题
一个 120 公斤的重物挂在绳上挂着 3 个动滑轮,上方有定滑轮上。不计摩擦和绳重,需要多大的拉力才能把它提起来?
答案:A. 20 公斤的力
🐱 要数承重的绳段数,不是数滑轮个数。每个动滑轮由 2 段绳吊着,所以 3 个动滑轮给出 6 段承重绳。120 ÷ 6 = 20 公斤。最典型的错误是数滑轮而不数绳段——定滑轮完全不省力,装再多个也一样。
第 7 题
一个 200 公斤的重物挂在绳上挂着 2 个动滑轮,上方有定滑轮上。不计摩擦和绳重,需要多大的拉力才能把它提起来?
答案:D. 50 公斤的力
🐱 要数承重的绳段数,不是数滑轮个数。每个动滑轮由 2 段绳吊着,所以 2 个动滑轮给出 4 段承重绳。200 ÷ 4 = 50 公斤。最典型的错误是数滑轮而不数绳段——定滑轮完全不省力,装再多个也一样。
第 8 题
一个 180 公斤的重物挂在绳上挂着 3 个动滑轮,上方有定滑轮上。不计摩擦和绳重,需要多大的拉力才能把它提起来?
答案:D. 30 公斤的力
🐱 要数承重的绳段数,不是数滑轮个数。每个动滑轮由 2 段绳吊着,所以 3 个动滑轮给出 6 段承重绳。180 ÷ 6 = 30 公斤。最典型的错误是数滑轮而不数绳段——定滑轮完全不省力,装再多个也一样。
单个定滑轮——固定在天花板上,绳从上面绕过去再垂下来接载荷——完全不省力。支撑载荷的绳段只有一段,所以所需的力就等于载荷本身。提 50 公斤要用 50 公斤的力。
它仍然有用,因为它改变了你用力的方向:你可以向下拉、借上自己的体重,而不是向上硬提。这是实打实的省事,但不是省力,而出题人特别爱考这个区别。如果你当时想的是「一个滑轮,那就是一半重量」,你正好掉进了这道题为你准备的陷阱。
动滑轮则相反:它挂在绳上、跟着载荷一起往上走,于是有两段绳支撑它,力减半。两个动滑轮、四段绳,就是四分之一。规律永远是绳段数,不是滑轮数。
1. 找到载荷,只看向上拉着动滑轮组的那些绳股。你手里那一股如果是从定滑轮上垂下来的,别数它——它负责改方向,不承担载荷。
2. 数这些绳股,记作 n。
3. 所需的力 = 载荷 ÷ n;要拉的绳长 = 提升高度 × n。
4. 检查方向对不对:滑轮越多,应当力越小、绳越长。如果你算出来需要的力比载荷本身还大,那一定是哪里反了。
还有一个值得养成的习惯:动笔之前先猜一下答案该比载荷大还是小。这类题的错误选项多半就是载荷本身、载荷的两倍,或者「拿滑轮个数去除」的结果——光靠方向判断就能排掉一大半。
数支撑动滑轮组的绳段。数滑轮在多数时候也能蒙对,于是让人觉得安全,然后正好在那些用来区分水平的题上翻车——单个定滑轮完全不省力,而把绳绕回定滑轮的结构会多一个轮子却不多一段承重绳。
不能。它把你的用力方向改成向下拉,对身体确实轻松得多,但力的大小没变。只有一段绳支撑载荷,所需的力就等于载荷。
因为能量守恒。输入的力×距离等于输出的力×距离,所以力除以四,绳就要乘以四。真实系统还要更差一点,摩擦和动滑轮自身的重量都要抽成——不过这类考试通常会让你忽略这两项。
不是。本页每道题都是原创、由物理规则本身生成,并在构建时校验过——算出来必须是整数,而且错误选项必须分布在正确答案的两侧,所以你没法靠位置、也没法靠「哪个数最整齐」去猜。
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