Question

一个动滑轮，计算它的有用功，为什么是Gh？提升物体所需要的力(在不考虑动滑轮的重，摩擦力的情况下)不就等于1/2G吗？不应该是拿1/2G乘以h吗？这个1/2G才是拉重物时所用的力啊,G，只是他自身的重,我们只用1/2G就把它拉起来了，所以应该是1/2Gs

Answer 1

问：一个动滑轮，计算它的有用功，为什么是Gh？提升物体所需要的力(在不考虑动滑轮的重，摩擦力的情况下)不就等于1/2G吗？不应该是拿1/2G乘以h吗？这个1/2G才是拉重物时所用的力啊,G，只是他自身的重,我们只用1/2G就把它拉起来了，所以应该是1/2Gs

答：亲，对于您上述的问题，对于一个动滑轮系统，我们来逐步解释一下：1. 动滑轮是指在物体升降过程中的滑轮，可以改变力的方向，但不能改变力的大小。2. 假设我们需要提升一个质量为m的物体，高度为h。不考虑动滑轮的重量和摩擦力的情况下，只有一个力在起作用，即我们施加的力F。

答：3. 根据牛顿第二定律，当物体处于静止或匀速直线运动时，合外力的大小等于物体的质量乘以加速度。这里物体是静止的，所以合外力为零。4. 在我们提升物体的过程中，存在重力G向下的作用力，所以我们需要施加一个力F来抵消重力。

答：5. 由于动滑轮的特性，F实际上等于所需拉动的力的一半，即F = 1/2G。6. 因此，我们提升物体所做的有用功W = F × h = (1/2G) × h = 1/2Gh。所以，有用功实际上是1/2Gh，而不是1/2Gs。因为在动滑轮系统中，我们需要施加的力F是重力的一半。

答：亲，对于在动滑轮系统中，我们可以进一步拓展一些相关的概念和原理：1. 动滑轮系统的机械优势：动滑轮系统可以提高力的效率，即所施加的力与所得到的力之间的比值。对于一个动滑轮系统，机械优势等于输出力（所提升物体受到的力）与输入力（我们所施加的力）之间的比值。如果忽略动滑轮本身的重量和摩擦损耗，机械优势等于滑轮所支持的绳索数量。

答：2. 动滑轮系统的力的平衡：在一个合理设计的动滑轮系统中，所有连续的滑轮都要维持力的平衡。这意味着每个滑轮收到的张力必须相等。通过保持力的平衡，我们可以使用较小的力来提升较大的负载。

答：3. 动滑轮系统的运动方向：动滑轮系统可以改变力的方向。当我们使用一个或多个滑轮改变力的方向时，我们可以更方便地应用力，使得工作更加便捷。总结一下，动滑轮系统通过改变力的方向和利用力的平衡来提高力的效率。在计算有用功时，只需考虑施加的力与物体移动的高度，并考虑到动滑轮系统中力的平衡关系。因此，通过计算F × h，即可得出动滑轮系统完成的有用功。

问：但是，有用功不是等于Gh吗？并不是1/2Gh

答：亲，对于在物理学中，功（W）是力（F）作用在物体上产生的位移（d）和力的方向之间的乘积。对于一个以垂直方向上移动的物体，重力（G）对它所做的功等于重力与位移之间的乘积，即W = G × h，其中h是物体的垂直位移。

答：至于为什么不是1/2Gh，这是因为1/2Gh是势能的变化量，而不是功。势能是指力在做功时储存在系统中的能量，而功是指力对物体所做的实际工作。在这种情况下，重力所做的功等于1/2Gh的两倍，因为物体先受到向上的力从而减慢，然后再受到向下的力增加速度，总的来说力的方向始终与位移方向相反。