定滑轮的原理及定义
定滑轮实质是个等臂杠杆,动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径.根据杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力或不省力的结论.
像旗杆顶部的滑轮那样,固定在一个位置转动而不移动的的滑轮叫定滑轮.
定义：使用滑轮时,轴的位置固定不动的滑轮,称为定滑轮.
使用定滑轮可以改变用力的方向 .但是使用定滑轮不能省力.
动滑轮定义
轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮,称为动滑轮.它是变形的不等臂杠杆,能省一半力(不考虑物体的重力与摩擦力的情况下),但不改变用力的方向.
动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力,费距离.这是因为使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只承担钩码重的一半.使用动滑轮虽然省了力,但是动力移动的距离是钩码升高的距离的2倍,即费了距离.
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.动滑轮被两根绳子承担,即每根绳承担物体和动滑轮.
力就是物体和动滑轮总重的几分之一.
原则是：n为奇数时,绳子从动滑轮为起始.用一个动滑轮时有三段绳子承担,其后每增加一个动滑轮增加二段绳子.如：n=5,则需两个动滑轮（3+2）.n为偶数时,绳子从定滑轮为起始,这时所有动滑轮都只用两段绳子承担.如：n=4,则需两个动滑轮（2+2）.
其次,按要求确定定滑轮个数,原则是：一般的：两股绳子配一个动滑轮,一个动滑轮一般配一个定滑轮.力作用方向不要求改变时,偶数段绳子可减少一个定滑轮；要改变力作用方向,需增加一个定滑轮.
综上所说,滑轮组设计原则可归纳为：奇动偶定；一动配一定,偶数减一定,变向加一定.
例一,用轮轴（辘轳）从井中提水,加在轮上的动力做的功是总功,它等于F·2πR·n,式中F为动力,R为轮半径,n为轮转过的圈数.水被提上来,对水做的功是有用功,它等于G·h,式中G为水重,h是提水的高度.为了把水提上来,要用水桶,就要对水桶做功,使用轮轴还要克服摩擦力做功,这两部分功为了达到提水目的而不得不额外做的无用功,所以叫额外功.
有用功是指对人们有用的功.而有用功的定义在不同的情况下,有着不同的解释.
如在机械中：任何机械本身都受到力的作用,相对运动的零件间又存在摩擦,所以使用任何机械,除了做有用功外,都不可避免地要做额外功.这时动力所做的总功等于有用功加额外功.有用功跟总功的比值叫机械效率.
如在电机学中：总电工必须减去各种各样的损耗,例如铜耗、机械损耗等的额外功.最终才等于有用功.
举个例子：
如要把物体匀速举高H,由于举力等于重力G,必须对物体做GH的功,这个功是有用的.
如果要使用其他机械完成此举,由于机械自身的重和机械的自身的摩擦等,所用的动力做的功要大于GH,此时动力做的功就是总功.
所以有用功必然小于等于总功.
总功=W有+W外=F拉.n.h