在家制作简单的滑轮：2 种轻松起重物体的方法

如果您正在寻找如何制作滑轮以更轻松地提升重物，本文将帮助您快速了解并在家中制作。滑轮是一种简单的机械，有助于分配力，让您无需花费太多力气即可拉动、提升或移动重物。只需一些常见的工具，您就可以制作一个简单的滑轮或复合滑轮，将拉力减半。以下文章将逐步指导您如何操作，简单易懂，适合所有人。

方法一：在家制作简易固定滑轮

步骤1：用衣架或长棍制作滑轮轴

1. 将铁丝衣架的底部剪成两半作为轴

• 使用金属剪刀或钳子剪断衣架底部的横杆。

• 在中间剪开，以便更容易将线轴（或滑轮卷轴）穿入其中。

• 保留衣架的上部，以便在使用滑轮时可以悬挂。

• 操作时，应缓慢切割并牢牢握住衣架，以防铁丝边缘反弹造成划伤。

• 这是在寻找在家制作滑轮的方法时最简单和最常见的方法，因为衣架易于获取和弯曲。

2. 如果没有衣架，可以用扫帚柄做滑轮轴

• 将扫帚或长木棍放在两张桌子或两个架子之间。

• 调整好，使棍子的两端都稳固地支撑在两个支点上。

• 在扫帚的一端压上重物，以固定轴，防止在拉绳时滚动。

• 这种方法适用于您想尝试制作简单滑轮而无需切割金属的情况。

3. 准备滑轮轴时的安全注意事项

• 使用金属剪刀时，务必将手远离切割区域。

• 选择足够坚硬的材料做轴，以承受拉重物时的力。

• 将轴放在平坦、不打滑的地方，以便操作方便安全。

步骤2：安装线轴作为滑轮轮

1. 将线轴穿入已剪断的衣架底部

• 轻轻分开剪断处的两端铁丝，形成足够大的缝隙。

• 将线轴滑入中间，只要线轴的孔足够宽，衣架就能穿过。

• 确保衣架的两端都穿过线轴的中心，以便在拉绳时轮子能平稳转动。

2. 弯曲固定两端铁丝以固定线轴

• 用钳子夹紧衣架末端，弯曲成小钩状。

• 检查确保线轴不会掉出但仍能顺畅旋转。

• 应慢慢弯曲，避免衣架断裂或过度变形。

3. 在家制作滑轮时选择合适的线轴

• 可以利用旧缝纫线、麻绳或小尼龙绳的线轴。

• 如果没有线轴，您可以在手工艺品店购买不同尺寸的线轴。

4. 用专用滑轮轮替换线轴

• 如果您希望滑轮运行更稳定，承受更大的力，可以在建材商店购买现成的滑轮轮。

• 这种滑轮轮通常有深槽，有助于防止绳索打滑，非常适合那些寻找制作更坚固耐用滑轮的方法的人。

步骤3：将滑轮挂在支撑杆上使用

1. 选择合适的支撑杆

• 在衣柜里找一根衣架杆、木杆或圆管。

• 如果没有，您可以将一根木杆或圆棒放在两张桌子或两个架子之间。

• 优先选择坚固的杆子，以确保在提升重物时滑轮系统不会晃动。

2. 固定支撑杆以防旋转

• 如果杆子有旋转或滑动的趋势，请在一端放置重物以保持稳定。

• 在悬挂滑轮之前检查杆子的稳定性，尤其是在您尝试使用在家制作滑轮来提升轻物时。

3. 使用现有的挂钩悬挂滑轮

• 使用衣架上的挂钩将滑轮直接挂在支撑杆上。

• 确保衣架牢固地挂在杆子上，并且滑轮卷轴垂直悬挂，以便绳索顺畅运行。

• 轻轻拉动一小段绳索，检查滑轮轮是否稳定旋转，没有偏斜。

步骤4：将绳索穿入滑轮以开始使用

1. 准备一根长度合适的绳索

• 剪一段长度为从地板到衣架底部两倍的绳索或麻绳。

• 这个长度足以让绳索绕过滑轮轮，并且还有余量供您拉动或悬挂重物。

• 绳索越柔软、越直，滑轮轮转动越顺畅。

2. 将绳索穿过滑轮轮

• 将绳索的一端向上穿过线轴（卷轴）的凹槽。

• 调整绳索，使两端垂下的长度相等。

• 轻轻拉动绳索，检查绳索是否平稳滑动，滑轮轮是否顺畅旋转。

3. （可选）安装小挂钩以便更容易悬挂重物

• 如果您想用滑轮进行更多实验，可以在绳索的一端系上一个小金属挂钩。

• 挂钩可以帮助您更快、更稳定地悬挂重物，并在实验时轻松更改负载。

• 请注意系紧，以防挂钩在拉动时脱落。

4. 选择适合自制滑轮的绳索类型

• 可以根据您拥有的材料使用线、尼龙绳、麻绳或小绳子。

• 麻绳或细麻线会更坚固，适合您想尝试更稳定地提升重物的情况。

步骤5：将重物系在绳索上以测试滑轮

1. 选择合适的重物进行测试

• 优先选择轻物，如几个垫圈、薄笔记本或类似的物品。

• 避免使用过重的物品，因为金属衣架容易弯曲，导致滑轮运行不稳定。

• 选择有坚固系带点的物品，以防拉动时滑落。

2. 将绳索牢固地系在重物上

• 用准备好的绳索末端多次缠绕重物，以增加摩擦力。

• 打一个单结或双结，以确保重物在提升时不会掉落。

• 轻轻拉动绳索，检查结是否紧实且不会滑动。

3. 让绳索的另一端自由垂下

• 未系重物的那端绳索自由垂在滑轮的另一侧。

• 这将是您用来拉动测试的那端绳索，有助于观察滑轮如何分配力。

4. 在开始前将重物放在地板上

• 在拉动之前，务必将重物放在地板上，以防意外拉扯。

• 当您向上拉动绳索时，由于滑轮的力分配机制，您会感觉到提升力更轻。

5. 在测试时快速理解滑轮原理

• 滑轮通过将负载分配到绳索的两侧来帮助您减少所需的作用力。

• 当您拉动绳索的另一端时，力均匀分布，因此您可以更轻松地提升重物，尤其是在在家制作简单滑轮时。

步骤6：操作滑轮以提升重物

1. 直线拉动绳索末端以提升物体

• 握住自由垂下的绳索末端，然后径直向下拉。

• 当您拉动时，滑轮卷轴将绕着衣架轴旋转，有助于减少摩擦并使提升力更轻。

• 保持绳索笔直，以确保轮子平稳旋转，重物稳定上升。

2. 如果想悬挂重物，请固定绳索末端

• 如果您想让重物保持悬空，请将您正在拉动的绳索末端系在一个坚固的固定点上。

• 选择牢固的系带位置，避免系在轻物或容易倒塌的物品上。

3. 尝试不同重量的实验

• 改变重物，观察滑轮的效果。

• 从轻物开始，然后逐渐增加，避免使用过重的物品，以免衣架弯曲或变形。

• 记录下不同重量下的拉力感觉，以清楚了解滑轮如何分配力。

4. 认识滑轮的辅助力机制

• 当您向下拉时，力均匀地分配到绳索的两股，使提升重物比直接拉动更容易。

• 这是在家制作滑轮的重要原理，也是滑轮在生活和力学实验中广泛使用的原因。

方法二：制作简单的复合滑轮，省力

步骤1：用纸箱制作滑轮支架

1. 选择两个尺寸相同的纸箱

• 优先选择厚度相近的纸箱，如谷物盒、储物盒或小纸板箱。

• 厚度均匀有助于自制滑轮站稳并更好地分配测试时的力。

2. 将两个箱子平行放置在高平面上

• 选择一个平面或架子，将两个盒子相距约13-15厘米放置。

• 调整好，使盒子的边缘平行，避免倾斜角度，否则可能会导致滑轮运行不稳定。

• 这个距离足以为举起重物创造空间，同时保持系统的平衡。

3. 优先选择厚度好的盒子以确保安全

• 盒子越厚，承重能力越好，在拉绳运行时越不容易凹陷或撕裂。

• 薄盒子容易撕裂，特别是当你使用硬绳或尝试更重的物体时。

• 如果你打算进行多次实验，请选择厚纸板箱以增加耐用性。

步骤2：如何用铅笔和线轴制作滑轮轴

1. 准备线轴作为滑轮

• 使用旧木线轴或从工艺品商店购买的新线轴。

• 确保线轴中间的孔足够宽，以便铅笔可以穿过并顺畅转动。

• 线轴越均匀且槽口越清晰，拉绳运行时越不容易打滑。

2. 将线轴穿入铅笔中间

• 使用一根直的、没有弯曲且笔芯完好的铅笔。

• 将铅笔穿过线轴的中心，形成一个轴，使滑轮平稳转动。

• 轻轻转动线轴，检查它是否能围绕铅笔自由转动。

3. 更换专用滑轮（如有）

• 如果你想让系统更耐用或尝试举起更重的物体，可以在建材店购买专用滑轮。

• 专用滑轮有深槽和标准轮廓，使绳索运行稳定，适合用于提升力效果更好的滑轮模型。

步骤3：如何在两个纸箱上打孔以安装滑轮轴

1. 准备尖铅笔打孔

• 使用削尖的铅笔作为打孔工具。

• 握紧铅笔，慢慢刺入，以避免撕裂盒子或偏离位置。

• 缓慢操作有助于使孔边缘整齐，为滑轮轴提供良好的支撑点。

2. 在两个盒子上打第一对孔

• 在第一个盒子的侧面打一个孔，位置与你想要放置滑轮轴的高度一致。

• 在第二个盒子的相应位置打一个孔，使两个孔对齐。

• 对齐有助于铅笔轴保持滑轮线轴居中并平稳转动。

3. 在第一对孔旁边再打一对孔，相距5-7厘米

• 从第一对孔测量或估算2-3英寸（相当于5.1-7.6厘米）的距离。

• 在两个盒子上再打一对新孔，也必须对齐。

• 第二对孔可以帮助你改变高度或在家庭自制滑轮中尝试不同的轴安装位置。

4. 纸箱打孔注意事项

• 盒子越厚，打孔时需要更轻柔，以避免凹陷。

• 避免用力过度旋转铅笔，以免孔边缘撕裂，影响轴的稳定性。

步骤4：如何将铅笔轴和滑轮安装到两个纸箱上

1. 将空铅笔插入第一对孔

• 将铅笔的橡皮擦端穿过第一个盒子上的孔。

• 继续将尖端推向第二个盒子上的对面孔。

• 调整铅笔，使其与盒壁垂直且不偏斜。

• 这是一个固定轴，可以帮助盒子在安装滑轮时保持稳定的距离。

2. 将带有线轴的铅笔插入另一对孔

• 取出中间已装有线轴的铅笔，并将其穿过两个盒子上的第二对孔。

• 确保线轴位于铅笔的中心，不接触盒子边缘，以便平稳转动。

• 检查两个盒子之间的距离是否仍保持在最初的13-15厘米。

3. 确保铅笔牢固地固定在盒子里

• 如果铅笔松动或容易滑出，请在盒子内部用橡皮泥（modeling clay）填充以固定位置。

• 确保铅笔稳固，在绳子通过线轴时不会晃动。

• 牢固的固定有助于滑轮稳定运行，并且不会偏离轴心。

4. 使用前检查平衡性

• 两支铅笔需要平行并完全垂直于盒壁。

• 滑轮在用手转动时必须平稳。

• 如果发现摩擦或偏心，请重新调整孔或两个盒子之间的距离。

步骤5：如何系绳并穿过滑轮

1. 将绳子一端系在没有线轴的铅笔上

• 剪一段绳子，长度是地面到盒子顶部高度的两倍。

• 将绳子缠绕在空铅笔上并打紧结，以免在拉动时绳子滑脱。

• 如果操作更容易，你也可以在安装铅笔到盒子之前系好绳子。

2. 将绳子的另一端穿过滑轮

• 将自由端的绳子放在第二个铅笔上的线轴槽口上。

• 调整绳子，使其正确地 nằm vào rãnh，以便在拉动时线轴平稳旋转。

• 轻轻拉动绳子，检查它是否平稳运行，并且没有卡在盒子边缘。

3. 使用前确保绳结牢固

• 轻轻拉动几次，测试绳结的牢固度。

• 如果绳子滑动，请再打一个双结以增加抓力。

4. 检查绳长以确保操作顺畅

• 当绳子放下时，两端应该有足够的长度，以便你拉动时不会缠绕。

• 标准长度有助于滑轮模型在重物提升实验中顺利运行。

步骤6：如何将回形针夹在绳子上以创建重物悬挂点

1. 将回形针穿入绳子

• 取一个回形针，将绳子穿过回形针的中间环。

• 保持绳子拉直，使回形针容易滑动而不会缠结。

• 这是在测试滑轮时创建重物悬挂点的步骤。

2. 将回形针滑到两支铅笔之间

• 沿着绳子拉动回形针，直到它位于滑轮模型中两支铅笔的中间。

• 暂时将回形针放在桌面上，同时完成其他准备步骤。

• 这个位置有助于回形针在滑轮运行时平稳移动。

3. 如果要保持位置，请固定回形针

• 如果你不希望回形针在拉动绳子时自动滑动，请在回形针上方或下方打一个小结。

• 绳结可以使回形针保持不动，当你进行需要精确悬挂重物的家庭自制滑轮实验时非常有用。

4. 使用前检查绳索的滑动性

• 轻轻拉动绳子的两端，看看回形针是否在正确的位置或是否旋转偏斜。

• 重新调整绳结（如果有），以确保悬挂物体时运行稳定。

步骤7：如何将重物挂在回形针上以测试滑轮模型

1. 弯曲回形针以创建挂钩

• 用手轻轻地弯直回形针的一端，形成一个小钩子。

• 保持回形针的其余部分不变，以便它仍然可以在绳子上稳定滑动。

• 这个钩子将用于在滑轮实验中悬挂重物。

2. 将小重物挂在回形针钩上

• 将一些小物体，例如垫圈、金属珠或类似有孔的物体，穿入回形针钩上。

• 确保重物靠近钩子，并且在拉动绳子时不容易掉落。

• 避免使用过重的物体，以免损坏纸箱或拉断绳子。

3. 操作前将重物放在桌面上

• 刚悬挂重物时，让重物搁置在桌面上，以避免在拉动绳子时突然晃动。

• 这种方法可以帮助你更好地控制力，并清楚地观察模型的运行机制。

4. 使用相同的重量来比较滑轮的效率

• 如果你之前已经用单个滑轮进行过实验，请使用相同类型和相同重量的重物。

• 这将帮助你轻松地识别单个滑轮和由两个纸箱组成的复合滑轮模型之间拉力的差异。

5. 选择重物时的安全注意事项

• 只使用适中的重物，以避免损坏纸箱或拉断绳子。

• 如果发现纸箱有弯曲、撕裂或铅笔轴偏斜的迹象，请立即减轻重量。

步骤8：如何操作纸箱滑轮以提升重物

1. 拉动绳子穿过线轴以提升物体

• 握住自由端绳子并将其笔直拉下，使绳子滑过线轴的凹槽。

• 当你拉动时，滑轮会绕着铅笔转动，这有助于减少摩擦，使提升力更轻。

• 固定在回形针上的重物将由于力在绳索两股上的均匀分布而稳定提升。

2. 了解复合滑轮原理以优化拉力

• 由于绳索的一端固定在铅笔上，这个模型可以让你只需要使用大约一半的力，相比于单个滑轮。

• 力均匀地分布在线轴和固定绳段之间，因此你可以更容易地提升物体，但需要拉动绳索的距离是物体上升距离的两倍。

• 这是在比较在家制作滑轮的方法并理解每个模型的效率时的一个重要区别。

3. 尝试添加线轴和铅笔以减少提升力

• 你可以添加更多的线轴或滑轮轴以进一步减少所需的力。

• 每个额外的线轴都会使拉力更轻，如果你想尝试提升更重的物体，但仍在纸盒的安全范围内，这就很合适。

4. 使用弹簧测力计测量拉力（可选）

• 将自由端绳子系在弹簧测力计的挂钩上。

• 拉动绳子并观察测力计上的读数，以准确了解你正在用多少力来提升物体。

• 这是更好地理解滑轮力分布原理的简单方法，在机械实验中非常有用。

5. 每次尝试前进行安全检查

• 确保纸盒没有破裂，铅笔没有偏离，绳子没有磨损。

• 如果系统不稳定，请减轻重量或更换更厚的纸板箱。

参考来源

1. https://sciencing.com/make-pulley-children-5896241.html
2. https://www.teachengineering.org/lessons/view/cub_simple_lesson05
3. https://www.scientificamerican.com/article/lighten-the-load-with-a-pulley

翻译：Rowan Hudson Le.