Question

将动滑轮看作是一个杠杆时，为什么支点是在一侧而不是在圆心？

如图所示，如果如 http://zhidao.baidu.com/question/31415828.html 所说，是因为左侧的绳子是固定的话，那么请看下图：

左侧的这个滑轮组中，动滑轮的支点似乎也可以这样解释；那么右侧呢？右侧的动滑轮该如何以这种方式解释呢？

支点：杠杆发生作用时起支撑作用固定不动的一点。
说实话这个定义本身就很模糊，因为运动和静止本就是相对的。
可在一个圆中，难道支点不应该取圆心么？

这是一道初中的问题，如果说这应是用高等物理来解决的，也欢迎回答~

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Answer 1

支点如果在圆心上，那么重力通过支点，是没有力臂的。

如上图，同一根绳子上的力是相同的，为了画图方便，把F画成竖直向上的了。支点在左侧，根据杠杆平衡条件：

F×R＋F×0.5R＝G×0.5R

这样，可以得到：F=G/3

即通常所说的，三段绳子拉物体。

欢迎继续讨论。

追问

首先感谢您如此劳神还画了张图，既然你欢迎，那么我想这确实是需要讨论讨论的。
1、如果阻力作用点并不是在圆心，就像楼下说的那样，偏离圆心一点，那么支点是否就可以取圆心了呢？
2、阻力作用点不改变，如果我用三根绳子来承担物重，那么是否就不省力了呢？
当然了，以上两种问题实际操作中不大可行，估计物体会晃来晃去上下跳跃，不过，这是物理嘛，爱因斯坦说物理的灵魂在于想象呢。So。。。请解答！

追答

首先：画图不劳神，只是用你的图，截了一下而已；

其次，你的第一个问题，其实真不愿意就初中问题说太多——虽然，中学以外的东西，我也会遗忘很多。但举个例子吧，就是两人抬水的例子，这个例子中，支点在哪里？计算时，取第一个人的肩膀、第二个人的肩膀、挂水桶的位置，都能计算出正确答案。所以，所谓支点，选取很随意，只不过为了计算、讲解方便，取最左侧而已。取中间的话，也并不影响计算结果；

第三，对于一个物体来说，要平衡的话，需要力平衡、力矩也平衡。按这个规律，如果支点选中间，那么物重（物体对滑轮的拉力）力臂为0，力矩也是0。中间的力通过支点，力矩也是0，根据力矩平衡得到的就是两侧的力相等，且，根据力平衡得到：3F=G。所以，无论以谁为支点，都不影响滑轮组的省力情况。

希望能理解吧。不理解，可继续讨论。谢谢。

Answer 2

支点不是必须在左侧，而是选在左侧较好。
从定义的角度来看：支点是固定不动的点，此处说的不动一般是以地面为参照物的。当然，“固定不动”确实是相对而言的。
从初中的角度来理解：拉力F使滑轮转动，重物产生的力是阻力，拉力和动力的作用点都不可能是支点。显然，拉力和阻力的效果是使滑轮绕左侧接触点旋转或者处于平衡。
从广义上来说：当杠杆平衡时，选取不同的点得到的结论都是一致的。就滑轮而言，选择中心做支点，左右两侧绳子的拉力也满足杠杆平衡条件。习惯上，我们不选择需要研究的力的作用点作为支点。因为这个力的力臂为零，就无法利用杠杆平衡条件研究这个力与其他力的关系。

追问

老师答的真好，就是有点看不懂。。
不知能否解释一下，为何“当杠杆平衡时，选取不同的点得到的结论都是一致的。”？支点所在的位置不是会决定力臂的长短么？

另外，我认为动滑轮并非“绕左侧接触点旋转”，而是在绕圆心旋转的同时向接近或远离绳子的固定端或是定滑轮的方向移动，这个情况虽然可以很复杂，但我认为它应该都是由旋转和位移两种运动组成。

追答

1.以本题为例，支点不同，力臂变了，但涉及的阻力和动力也变了，所以依然满足杠杆平衡原理。
2.并非“绕左侧接触点旋转”，这个我就不解释了，我也赞成这一点。从广义上来说，可以看做绕很多点旋转。不是不能选圆心为支点，而是不便于研究问题。

追问

涉及阻力和动力怎么会改变呢？我觉得还是 中学物理教师李永栓 说的对，不过还是谢谢你了~

追答

呵呵，不客气，懂了就好！

Answer 3

个人观点：动滑轮不可以看着为杠杆。动滑轮没有力矩，没有所谓的支点。就像图一，如果物体不是挂在球心处，而是靠左一点或靠右一点，那所谓的力矩L2改变了，对F力有没有影响了？显然没有，根据力的平衡，动滑轮平衡时，F依然为物重的一半。因为绳子传导的力大小相同，力的大小等于物重/分担绳子数。

动滑轮只与绳子数量有关，而与力矩无关。图三，平衡时F应该等于三分之一物重，因为绳子各处力一样大，绳子对物体有三个大小一样的力，都等于F，所以平衡时F无疑等于三分之一物重。

Answer 4

因为动滑轮直沿着一侧再动，想象一下如果没有 F 那个力， 那么支点在哪里，肯定不是圆心 而是那个红点，加上一个力并不会改变它的支点。

你也可以把图中 力臂L2 看成是长度相同 起点相同，但是方向向左的。

忘了具体的术语是怎么说了，希望能够帮到你。

追问

L2是条线段啊，这又牵扯不到有向图，请问怎么会向左（方向）呢？