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教育科学 1 个回答

在滑轮组中计算总功时,什么情况下直接使用W=Fs,什么情况下需要转化为W=Fnh?

86298688 提问者

发布于 2026-11-10

问题补充

W=Fs是总功的通用公式,其中s为绳端移动距离。当已知拉力F和绳端移动距离s时直接使用;当仅知物体上升高度h和承担物重的绳子段数n时,利用s=nh代入得到W=Fnh。两者本质相同,选择取决于已知条件。

1 个回答

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newdeng 回答者

回答于 2026-11-10

W=Fs与W=Fnh本质上是同一个公式,区别仅在于是否将绳端移动距离s用物体上升高度h和绳子段数n表示。

直接回答

  • 直接使用W=Fs:当题目已明确给出或可直接求出拉力F以及绳自由端(绳端)实际移动的距离s时。
  • 转化为W=Fnh:当题目未直接给出绳端移动距离s,但给出了物体被提升的高度h以及承担物重的绳子有效段数n时,利用关系式s=nh进行代换。

判断依据与适用条件

  1. 确认已知量:审题时首先梳理已知物理量。若已知量中包含s,则直接用W=Fs;若已知量为h和n而无s,则用W=Fnh。
  2. 确定绳子段数n:n是指直接连接并承担动滑轮及重物重力的绳子段数。准确判断n是使用W=Fnh的前提。
  3. 距离关系s=nh:这是滑轮组的基本运动学关系,无论滑轮组效率如何,该几何关系始终成立。

常见误区

  • 混淆s与h:误将物体上升高度h当作拉力作用点移动距离s代入W=Fs,导致计算结果偏小。
  • 错误判断n值:数绳子段数时未从动滑轮出发,或遗漏了绕过动滑轮的某段绳子,导致s=nh关系出错。
  • 认为两公式物理意义不同:W=Fs和W=Fnh均表示拉力所做的总功,后者只是前者的等效代换形式,并非独立的新公式。

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