资源简介

第2节 滑轮及其应用
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 定滑轮 1
题型2 动滑轮 4
题型3 滑轮组、轮轴和斜面 8
【能力培优练】 7
【链接中考】 31
【重难题型讲解】
题型1 定滑轮
1.定滑轮：使用滑轮时，轴固定不动的滑轮。
2.特点
（1）力的关系：绳子自由端的拉力等于物体的重力，即。不省力，但能改变对物体拉力的方向。
（2）绳端移动距离S与物体上升高度h的关系：，也不省距离。
3.定滑轮的实质：
定滑轮的实质是等臂杠杆：支点在轴心处，拉力是动力，重物的拉力是阻力；两个力臂、都等于轮半径。
【典例1-1】现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》，书中将向上提举重物的力称为“掣”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮机械称为“绳制”（图①）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图②），使重物在相同的时间内匀速上升相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力移动的距离大于乙拉力移动的距离
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
【答案】B
【详解】A．由图可知，图中的滑轮是定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．定滑轮是等臂杠杆，由于阻力和阻力臂不变，动力臂都等于滑轮的半径，即甲、乙拉力的力臂相等，根据杠杆的平衡条件，可知，甲拉力大小等于乙拉力的大小，故B正确；
C．由题意可知，重物在相同时间内上升的距离相同，在使用定滑轮中，绳子移动的距离等于重物上升的距离，故C错误；
D．绳子移动的距离等于重物上升的距离，绳子移动的时间和重物上升的时间相同，根据可知，甲、乙拉力移动的速度都等于重物上升的速度，故D错误。
故选B。
【典例1-2】如图所示的机械模型，推动硬棒CD或EF，使它们在水平面内绕轴O转动，即可将绳逐渐绕到轴O上，提升重物G。下列说法正确的是（ ）
A．硬棒CD（或EF）及转轴组成的装置是省力杠杆
B．滑轮B为动滑轮，它的作用是省力
C．绕轴O上增加的绳长等于重物上升的高
D．滑轮A是定滑轮，它的作用是能改变施力的方向
【答案】ACD
【详解】A．推动硬棒CD，使它们在水平面内绕轴O转动，支点在O点，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，故A正确；
BD．在重物提升的过程中滑轮A、B位置均固定不变，所以两滑轮均为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，不能省力，故B错误，D正确；
C．因为A、B均为定滑轮，定滑轮不省距离也不费距离，重物上升过程中，轴O上增加的绳长等于重物上升的高度，故C正确。
故选ACD。
跟踪训练1如图所示的定滑轮，使用它的优点是 ，分别用力和匀速拉起2个钩码，拉力和的大小关系是 。
【答案】 可以改变力的方向 F1=F2
【详解】[1][2]由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮只能改变力的方向，不能省力，则、都与物体重力相等，所以两种拉法所用拉力一样大，即。
跟踪训练2如图所示，旗杆顶端的机械是一个 滑轮，升旗时使用这种滑轮的目的是改变力的 。
【答案】 定 方向
【详解】[1]定滑轮的本质是轴的位置固定不动的滑轮。图中旗杆顶端的滑轮，轴的位置固定，所以是定滑轮。
[2]定滑轮不能省力，但能改变力的方向。升旗时，向下拉绳子，国旗向上运动，就是利用定滑轮改变力的方向这一特点。
题型2 动滑轮
1.动滑轮：使用滑轮时，物体和滑轮一起被提高。
2.特点
（1）使用动滑轮能省一半的力：（不计绳重、动滑轮重及摩擦），若要考虑动滑轮重则。但不能改变力的方向。
（2）绳端移动距离。
能省一半的力，但要多移动一倍的距离，且不能改变动力的方向。
3.动滑轮时实质：
动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆：
支点在绳和轮相切的处，拉力是动力，重物的拉力是阻力；动力臂是轮直径、阻力臂是轮半径。
【典例2-1】如图所示，一架无人机通过动滑轮将重20N的货物从深5m的井底拉至井口。若无人机竖直向上匀速飞行的速度为0.4m/s，对绳子的拉力为12N。不计绳重及摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．货物拉至进口所需要的时间为12.5s
B．动滑轮重4N
C．无人机拉绳子的拉力做功100J
D．若无人机重10N，无人机向上飞行动力的功率为8.8W
【答案】AC
【详解】A．动滑轮绕2段绳，无人机运动的距离s=2h=2×5m=10m所需时间
故A错误，符合题意；
B．不计绳重及摩擦，根据可知，动滑轮重G动=2F-G=2×12N-20N=4N
故B正确，不符合题意；
C．无人机拉绳子的拉力做功W=Fs=12N×10m=120J
故C错误，符合题意；
D．若无人机重10N，无人机向上飞行动力F′=F+G机=12N+10N=22N
根据可知无人机向上飞行动力的功率P=F′v=22N×0.4m/s=8.8W
故D正确，不符合题意。
故选AC。
【典例2-2】如图所示，用甲、乙两个轻质滑轮分别匀速提起重力为10N的物体，能省力的是 滑轮（选填“甲”或“乙”）；甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为 。若不计摩擦，的大小为 N，A、B、C三根绳子中，所受最大的拉力与最小的拉力之比为 。
【答案】 乙 10
【详解】[1][2][3]甲乙均为轻质滑轮，其重力为0，甲滑轮的轴固定不动，为定滑轮，其实质是等臂杠杆，甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为1：1，不能省力，故若不计摩擦，
乙滑轮随物体一起运动，为动滑轮，其实质是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，可以省一半的力，故
[4] 甲、乙滑轮分别匀速提起物体。以乙滑轮为研究对象，竖直方向受到绳子向上的拉力、物体和向下的拉力，三力平衡，则B绳子的拉力A绳子与是同一根绳子，故拉力C绳子与是同一根绳子，故拉力
A、B、C三根绳子中，所受最大的拉力与最小的拉力之比
跟踪训练1如图所示，用该滑轮提起质量为的物体，若用竖直向上的拉力拉动绳子，使物体匀速上升，不计绳重、轮重及摩擦，则拉力的大小为 N；若改为斜向上拉绳子，则拉力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（取）
【答案】 100 变大
【详解】[1]物体的重力为G=mg=20kg×10N/kg=200N
对动滑轮受力分析可知，不计绳重、轮重及摩擦，拉力为
[2]改为斜向上拉绳子，则拉力F的力臂将变小，根据杠杆的平衡条件知F将变大。
跟踪训练2如图所示的实验中，每只钩码的质量均为200克。（滑轮重及摩擦不计）
(1)用弹簧测力计竖直向上匀速拉动时，弹簧测力计的示数为1.96牛，若钩码向上移动5厘米，则弹簧测力计向上移动10厘米。由此可知：使用动滑轮的特点是：能 ，但费 。
(2)若某同学拉动弹簧测力计的方向没有沿竖直方向，则弹簧测力计的读数将 （填“变大”、“不变”或“变小”），请分析产生这一现象的原因 。
【答案】(1) 省力 距离(2) 变大 阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力变大
【详解】（1）[1][2]两只钩码的重力
滑轮重及摩擦不计，有两段绳子承担物重，测力计的拉力,则有，所以动滑轮能够省一半力；
钩码上升的高度，绳端移动距离，则有，所以动滑轮费距离；
动滑轮的特点是：能省一半的力，不能改变力的方向，多费一倍的距离；由此可知，用动滑轮能够省力，但费距离。
（2）[1][2]若拉动弹簧测力计的方向没有沿竖直方向，则拉力会大于，弹簧测力计的读数将变大；动滑轮可以看做省力杠杆，动滑轮左侧与绳子相切处为支点，钩码的重力为阻力，拉力为动力，阻力和阻力臂不变时，斜拉绳子时，动力臂减小，由杠杆的平衡条件可知，动力变大，即拉力会大于。
题型3 滑轮组、轮轴和斜面
1.滑轮组：将定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。
2.滑轮的组合（为承担重的绳子段数，为绳子末端移动的距离）
在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时:
使用滑轮组省了力，但是费距离。
3.使用滑轮组的特点：
（1）拉力的大小与吊起动滑轮的绳子段数有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一即:
不计动滑轮重、绳重和摩擦：
不计绳重和摩擦但考虑滑轮重：
（2）绳子自由端移动距离是物体上升高度的倍，即:。
（3）绳子自由端的速度与被物体的速度的关系：
4.滑轮组的组装
（1）确定绳子的段数
（2）滑轮组的绕绳方法：
①动滑轮和定滑轮个数相同时
当承重绳子的段数n为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；
当承重绳子的段数n为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上；
概括为“奇动偶定”。
②动滑轮和定滑轮个数不相同时，最省力的绕线方法：从个数少的滑轮为起点。
轮轴和斜面
1.轮轴
（1）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。
（2）轮轴的实质：轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆.
如图所示：轮轴作为杠杆的支点在轴心，轮半径是动力臂，轴半径阻力臂.
（3）轮轴的原理：根据杠杆的平衡条件得：
因为：所以：
当动力作用在轮上时，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。
2.斜面
（1）斜面：是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。
（2）使用斜面可以省力。
（3）斜面的原理
如图所示：把重为的物体，沿着长为，高为的斜面，用大小为的力推上去的过程中：
根据功的原理,如果不计斜面和物体的摩擦：
如果不计摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体重力的几分之一。斜面是一种省力的机械。
【典例3-1】图甲和图乙都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，但是它们有不同点。请回答下列问题。
(1) 滑轮组能改变动力的方向，而 滑轮组不能改变动力的方向。
(2)甲滑轮组有 段绳子承担物重，而乙滑轮组有 段绳子承担物重， 滑轮组更省力。
(3)如果都使物体上升12cm，那么甲滑轮组的绳端必须向下移动 cm，乙滑轮组的绳端必须向上移动 cm。
(4)若不计摩擦、绳重和动滑轮重，物重，则图甲中的拉力 N，图乙中的拉力 N；若不计摩擦和绳重，动滑轮重30N，物重，则 N， N。
【答案】(1) 甲 乙(2) 2 3 乙(3) 24 36
(4) 150 100 165 110
【详解】（1）[1][2]若不使用滑轮组提升物体时，拉力的方向是向上的，若使用滑轮组提升物体时，拉力方向向下，就是改变动力的方向。由图可知，甲滑轮组提升物体时，拉力方向向下，能改变动力的方向，而乙滑轮组提升物体时，拉力方向向上，不能改变动力的方向。
（2）[1][2][3]在不计绳重及摩擦的情况下，动滑轮由几股绳子承担，绳子上的力就是物体和动滑轮总重的几分之一；由图可知，甲滑轮组有2段绳子承担物重，即n甲=2，而乙滑轮组有3段绳子，即n乙=3，乙滑轮组承担的绳子股数多，拉力就越小，越省力。
（3）[1]根据绳端移动的距离就是重物上升高度的n倍可知，甲滑轮组的绳端必须向下移动s甲=n甲h=2×12cm=24cm[2]乙滑轮组的绳端必须向上移动s乙=n乙h=3×12cm=36cm
（4）[1][2]若不计摩擦、绳重和动滑轮重，物重G=300N，则图甲中的拉力
图乙中的拉力
[3][4]若不计摩擦和绳重，动滑轮重是30N，物重G=300N，则
图乙中的拉力
【典例3-2】使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
(1)如图甲，旗杆的顶端安装一个 滑轮，使用它的好处是 。
(2)如图乙，小明和小杰握着两根较光滑的木棍。小张将绳子的一端系在其中一根木棍上。然后依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离，小张在B处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们。此实验说明了 。
【答案】(1) 定 能改变力的方向 (2)使用滑轮组可以省力
【详解】（1）[1]观察图甲中旗杆顶端的滑轮，其轴固定不动，根据定滑轮的定义，这种轴固定不动的滑轮就是定滑轮，所以旗杆的顶端安装的是定滑轮。
[2]定滑轮的特点是不能省力，但能改变力的方向。在升国旗的情境中，利用定滑轮可以改变施加力的方向，让人站在地面上向下拉绳子就能将国旗升起。所以使用它的好处是能改变力的方向。
（2）观察图乙，两根较光滑的木棍，其中一根木棍上绳子绕过且位置相对固定，其作用类似定滑轮，它可以改变力的方向；另一根木棍随着绳子的拉动会移动，类似动滑轮，能省力。而定滑轮和动滑轮组合在一起就是滑轮组，且小张在B处拉绳子用很小的力便能拉动小明和小杰，这体现了滑轮组省力的特点：使用滑轮组可以省力。
跟踪训练1皖南“川藏线”，现在已是全国闻名的一条自驾线路，如图所示，盘山公路的设计，正是巧妙地运用了斜面的原理，公路的长度增加，其坡度会相应减小，使得爬坡变得更为 （选填“省力”或“省功”）。根据斜面，人们在生活中发明了螺旋状的机械工具，如螺钉、螺栓、螺旋千斤顶等。
【答案】省力
【详解】盘山公路的设计，正是巧妙地运用了斜面的原理，斜面可以省力，但是费距离。
跟踪训练2如图（a）是同学们常用的燕尾夹，，当用力摁住C点打开该夹子时，此时夹子可近似看作 杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”）；图（b），螺丝钉是一种类似斜面的机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度，螺纹 （填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
【答案】 等臂 密
【详解】[1]当用力摁住C点打开该夹子时，AC是围绕B点转动的，故B为支点。由于，即动力臂等于阻力臂，故此时夹子可近似看作为等臂杠杆。
[2]螺丝钉的螺纹可视为一种特殊的斜面，它是将斜面绕圆柱体表面螺旋状缠绕后形成的简单机械。其中，螺纹展开的长度相当于该斜面的长度。当螺丝钉应拧入的垂直深度一定时，即斜面高度一定时，螺丝钉的螺纹越密，其螺线的总长度越长，即斜面长度越长，根据斜面省力原理，使用螺纹密一些的螺丝钉时就越省力。
【能力培优练】
1．矗立在操场上的旗杆，顶部有一个滑轮如图所示，关于该滑轮的说法正确的是（ ）
A．它是动滑轮 B．它是定滑轮
C．利用它可以省距离 D．利用它可以省力
【答案】B
【详解】旗杆顶部的滑轮是固定在旗杆顶端的，轮轴不随旗的升降而移动，是定滑轮，不能省力，主要作用是改变力的方向。向下拉旗的绳子，旗向上移动。拉下的绳子长度与旗上升的高度相同，不省距离。故B正确，ACD错误。
故选B。
2．如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】A．忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，A图中，根据杠杆平衡的条件可知，G×L=F1×3L，可得；
B．图中是定滑轮，只能改变力的方向，不能改变力的大小，故F2=G；
C．图中是动滑轮，动滑轮上绳子的根数为2，则绳端的拉力为
D．图中是滑轮组，动滑轮上绳子的根数为2，则绳端的拉力为
综上所述，，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．“龙门吊”是港口中常见的起重设备，其滑轮组部分如图所示，用该滑轮组吊起货物的过程中可以（　　）
A．省功 B．省距离
C．省力 D．既省力又省距离
【答案】C
【详解】A．使用任何机械都不能省功，不仅不省功，反而因为要做额外功而费功，故A错误；
BCD．使用滑轮组时绳端移动的距离和物体升高高度的关系， 不能省距离，滑轮组中有动滑轮，使用滑轮组可以省力，故C正确，BD错误。
故选C。
4．如图所示，甲、乙两套滑轮组质量相同，在相同时间内，用它们分别将相同质量的重物匀速提升，绳端移动的距离相同，不计绳重和摩擦，在此过程中（　　）
A．两重物上升的速度大小相同
B．甲滑轮组绳端的拉力较大
C．两滑轮组绳端的拉力大小相同
D．乙滑轮组提升重物上升的高度较大
【答案】D
【详解】甲滑轮组的，乙滑轮组的。
AD．绳端移动的距离相同，由得，甲滑轮提升的重力上升的距离为
乙滑轮提升的重力上升的距离为
则乙滑轮组提升重物上升的高度较大，重物上升的时间相同，由得，两重物上升的速度大小
故A不符合题意，D符合题意；
BC．重物的质量相同，重力相同，不计绳重和摩擦，甲滑轮组绳端的拉力
乙滑轮组绳端的拉力
则甲滑轮组绳端的拉力较小，故BC不符合题意。
故选D。
5．如图所示，用滑轮组4s内把重31N的物体匀速竖直提升2m，已知每个滑轮重5N，不计绳重与摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．拉力为12N B．绳子移动距离为6m
C．绳子移动速度为1m/s D．拉力做功为62J
【答案】C
【详解】A．由图知，，不计绳重和摩擦，拉力，故A错误；
B．绳子移动距离，故B错误；
C．绳子移动速度为，故C正确；
D．拉力做功为，故D错误。
故选C。
6．关于图中的简单机械说法正确的是（ ）
A．图甲中剪铁片的剪刀是费力杠杆
B．图乙中旗杆顶端装有动滑轮，利用它来升国旗，可以省力
C．利用图丙中的滑轮提升重物可以省距离
D．图丁中的盘山公路是斜面，可以省力
【答案】D
【详解】A．图甲中剪铁片的剪刀使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B．图乙中旗杆顶端装有定滑轮，利用它来升国旗，可以改变力的方向，人站在地上向下拉绳子就可以使国旗升到杆顶，故B错误；
C．利用图丙中的滑轮是动滑轮，提升重物可以省力，但是要费距离，故C错误；
D．图丁中的盘山公路是斜面的应用，可以省力，但是会费距离，故D正确。
故选D。
7．如图，物体A、B的重分别为50N、20N，动滑轮重为10N，此时物体A在水平面上向右以1m/s做匀速直线运动（绳子和滑轮间的摩擦不计），则下列说法正确的是（　　）
A．A物体所受摩擦力方向水平向左，大小为10N
B．B物体下落速度为0.5m/s
C．若用力F向左拉物体A，使A向左做匀速直线运动，所需力的大小为15N
D．若用F＝15N的力向左拉物体A，可以使物体A向左做加速直线运动
【答案】B
【详解】A．由图知，动滑轮组由2段绳子承担物重，所以绳子对B的拉力
由物体间力的作用是相互的可知，物体A受到的拉力为FA'=FA=15N
此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，则物体A受到的摩擦力为f=FA'=15N，故A错误；
B．由v绳=2v动可知，B物体下落速度为，故B正确；
CD．当物体A向左运动时，由于物体A对水平面的压力和接触面的粗糙程度均不变，则物体A受到的摩擦力不变，方向向右，要使物体A向左做匀速直线运动，则向左拉物体A的力F=f+FA'=15N+15N=30N
要使物体A向左做加速直线运动，则向左拉物体A的力F＞30N，故CD错误。
故选B。
8．小明用如图所示的装置提升重力为400N的物体，使其匀速上升，不计摩擦、绳重和滑轮自重。下列说法正确的是（　　）
A．两个滑轮均为动滑轮 B．小明对绳子的拉力为200N
C．人将绳子拉过0.5m，物体上升1.5m D．利用此装置既可以省力，又可以省距离
【答案】B
【详解】A．由图知，与绳子自由端直接相连的滑轮工作时位置固定不动，为定滑轮，另一滑轮随物体一起运动，属于为动滑轮，故该装置由一个定滑轮和一个动滑轮组成，故A错误；
B．不计摩擦、绳重和滑轮自重，使用动滑轮能省一半力，物体重力，则小明对绳子的拉力，故B正确；
C．使用动滑轮时， 绳子自由端移动距离（是物体上升高度），若人将绳子拉过0.5m，则物体上升高度，故C错误；
D．使用该装置（滑轮组）能省力，但费距离，不能省距离，故D错误。
故选B。
9．某建筑工地上，工人师傅用滑轮组在t时间内将重为的水泥从地面匀速竖直提升h高度，如图所示。已知桶重为，此过程中该装置的机械效率为，不计绳重和摩擦。则（ ）
A．绳自由端上升的速度为 B．作用在绳子自由端的拉力为
C．装置中动滑轮的重为 D．作用在绳子自由端拉力的功率为
【答案】ACD
【详解】A．由图可知动滑轮上绳子的段数n=3，则绳子自由端移动的距离s=3h，绳自由端上升的速度为
故A符合题意；
B．此过程中该装置的机械效率为
所以，作用在绳子自由端的拉力为①，故B不符合题意；
C．因不计绳重和摩擦，则作用在绳子自由端的拉力②
由①②得，动滑轮的重
故C符合题意；
D．作用在绳子自由端拉力的功率为
故D符合题意。
故选ACD。
10．如图健身爱好者正在进行“高位下拉”训练，使用图示器材匀速提升配重时，以下说法正确的是（ ）
A．使用滑轮A可以省力
B．使用滑轮B可以改变力的方向
C．人下拉的力比被提起的配重所受重力大
D．配重被提升的距离比拉杆移动的距离短
【答案】D
【详解】AB．由图可知，该装置由一个动滑轮和两个定滑轮组成，动滑轮能够省力，但不能改变力的方向；定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故AB错误；
C．由图可知，该滑轮组中承担物重的绳子段数，则人下拉的力，由于不知道滑轮的重力，无法比较人下拉的力和被提起的配重所受重力大小，故C错误；
D．该滑轮组中n＝2，由s＝2h可知，拉力移动距离等于配重上升高度的二倍，故D正确。
故选D。
二、多选题
11．如图所示，为了把货物搬运到平台上，工人在平台与地面间搭建了一个长、高的斜面，工人用沿斜面向上的力将重为的货物匀速拉到斜面顶端，不计货物与斜面间的摩擦。下列说法中正确的是（　　）
A．工人所用的拉力为
B．斜面是一种省功的机械
C．斜面的高度一定时，斜面越长，越省力
D．若考虑货物与斜面间的摩擦，工人的拉力需为，则货物受到的摩擦力为
【答案】ACD
【详解】A．因为不计货物与斜面间的摩擦，根据功的原理，即
解得，故A正确；
B．根据功的原理，使用任何机械都不省功，斜面也是一种机械，所以斜面不省功，故B错误；
C．由可得，当斜面的高度一定时，斜面长度越长，拉力越小，即越省力，故C正确；
D．若考虑摩擦，则，即
即
解得，故D正确。
故选ACD。
12．如图，用同一个重为1N滑轮按甲定滑轮、乙动滑轮两种方式匀速将同一个重为5N的物体竖直向上提升2m，不计绳重和摩擦，则以下说法中正确的是（　　）
A．图甲的滑轮更省力
B．图甲的滑轮可以改变力的方向
C．图乙中拉力F2大小为3N
D．图甲中拉力F1做的功为12J
【答案】BC
【详解】AC．图甲是定滑轮，不省力，拉力F1等于物体重力5N；图乙是动滑轮，可以省力，拉力F2是物体和动滑轮总重力的一半，则
因此图乙更省力，故A错误，C正确；
B．定滑轮的特点是可以改变力的方向，而动滑轮不能改变力的方向，但可以省力。故B正确；
D．图甲中拉力F1=5N，物体上升2m，拉力移动距离也是2m，拉力做的功W=F1×s=5N×2m=10J
故D错误。
故选BC。
三、填空题
13．图甲中盘山公路修得弯弯曲曲，其主要目的是 ；图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，使用它 （选填“能”或“不能”）省功，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。
【答案】 省力 不能 粗
【详解】[1]盘山公路相当于斜面，汽车沿着盘山公路驶上高耸入云的山峰时，费了距离省了力。
[2]根据功的原理可知，使用它不能省功。
[3]螺丝刀的手柄是轮轴，其实质是省力杠杆，轴半径是阻力臂，轮半径是动力臂，轴半径一定时，轮半径越大越省力，即手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。
14．如图甲所示是用于松紧内六角螺丝的扳手，AB>BC，该工具使用时是一个 （选填“滑轮”“轮轴”），图 （选填“乙”“丙”）中的方法可以更轻松的拧动螺丝。
【答案】 轮轴 乙
【详解】[1]轮轴是由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械；滑轮是可以绕着中心轴旋转的圆轮。用于松紧内六角螺丝的扳手，使用时以螺丝的中心为轴转动，符合轮轴的特征。
[2]轮轴的本质是杠杆，扳手使用时，动力施加在轮上；在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。图乙中，动力作用在A点，动力臂为AB的长度；图丙中，动力作用在C点，动力臂为BC的长度，依题意得，由杠杆平衡条件知，使用乙方法更省力，所以图乙中的方法可以更轻松的拧动螺丝。
15．谷风车是我国古代劳动人民智慧的结晶。如图甲所示，当农民转动手动杆时，有风吹出，顶槽漏下的饱满谷粒和干瘪谷粒就被分开。题图乙为谷风车内部风扇叶片结构，则：
(1)顶槽中的谷粒受到 作用下落。
(2)题图甲中，饱满谷粒主要从 口出来，干瘪谷粒主要从 口出来。（均选填“A”或“B”）
(3)为了更省力，则需要 （选填“加长”或“缩短”）手动杆半径L。
(4)在塑料回收厂，切粒机切好的塑料颗粒中经常会混入微小粉尘，此装置 （选填“可以”或“不可以”）用来分离它们；如果这些塑料颗粒中混入了金属颗粒（塑料颗粒密度很小，二者直径相近），请你提供一个可行的分离方法： 。
【答案】(1)重力(2) A B(3)加长(4) 可以 将二者放入水中来分离，塑料颗粒漂浮而金属颗粒沉底
【详解】（1）重力的方向总是竖直向下的，地球表面的物体受重力作用而下落，所以顶槽中的谷粒受到重力作用下落。
（2）[1][2]饱满谷粒的质量较大，惯性较大，相同力作用时，运动距离较近，途经风道时，饱满谷粒从A风道口分离出来。干瘪谷粒吹得远，主要从B口出来。
（3）风扇中的摇柄和轴组成一个轮轴，它的动力臂大于阻力臂，相当于一个省力杠杆。为了更省力，则需要增长手动杆半径L，此时动力臂变长，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件得，动力变小。
（4）[1]在塑料回收厂，切粒机切好的塑料颗粒中经常会混入微小粉尘，粉尘密度很小，惯性小，此装置可以用来分离它们。
[2]如果这些塑料颗粒中混入了金属颗粒，可以采用放入水中分离的方法，塑料颗粒漂浮而金属颗粒沉底。
16．某地拟建一座抽水蓄能电站，如图是工程所在地的等高线地形图。图中A点大气压比B点 （选填“高”或“低”）。施工时选择线路CD作为输送建筑材料的线路更省力，是因为该路线坡度较 （选填“陡”或“缓”）。为储存更多能量，水库应建在湖水的 （选填“左边”或“右边”）一侧的高地上。
【答案】 低 缓 左边
【详解】[1]因为A点的海拔比B点高，根据大气压随高度升高而降低的规律，所以图中A点大气压比B点低。
[2]观察等高线地形图可知，线路CD处的等高线比其他可能的线路更稀疏。在等高线地形图中，等高线越稀疏表示坡度越缓，坡度缓则在运输建筑材料时更省力。
[3]从等高线地形图可以看出，湖水左边的高地等高线数值较大，地势相对较高，在质量一定时，高度越高，重力势能越大，储存的重力势能越多，故蓄水库建得越高越好。所以水库应建在湖水的左边一侧的高地上。
17．如图为可升降晾衣架，通过转动摇柄实现晾衣架的升降。晾衣架的摇柄属于简单机械中的 （填“滑轮”“斜面”或“轮轴”）；摇柄上的花纹是为了 。
【答案】 轮轴 增大摩擦力
【详解】[1]摇柄相当于轮轴，而人手摇动的力即动力，在大圆上，大圆的半径大于小圆的半径，故动力臂大于阻力臂，是一种省力杠杆。
[2]通过刻花纹，使接触面变粗糙，从而增大摩擦力。
18．如图所示，小丽同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方的A点沿水平方向移动4m到B点，用时4s。假设整个过程，物体匀速上升，若不计绳重和摩擦，她在B时对绳子的拉力为 N。小丽从A移动到B，物体上升速度为 m/s。
【答案】 100 0.5
【详解】[1]定滑轮的特点是不省力但可以改变力的方向。因为不计绳重和摩擦，物体重100N，她在B时对绳子的拉力等于物体的重力，即
[2]原来滑轮距离手高3m，小丽从A点沿水平方向移动4m到B点，此时绳长为
物体上升的距离已知用时 4s，物体上升速度为
19．如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为300N的物体A，2s匀速前进1m，地面对它的摩擦力为60N，小聪施加的拉力F=50N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为 J，拉力的功率 W。
【答案】 60 50
【详解】[1]滑轮组克服地面对物体A的摩擦力做功为有用功，所以滑轮组做的有用功
[2]由图可知，动滑轮上有2股绳，物体A匀速前进1m，则绳端移动距离
则拉力的功率
20．用如图所示的滑轮提起重力为20N的物体，若用竖直向上的拉力拉动绳子，使物体在2s内匀速上升了0.5m，不计摩擦和滑轮、绳的重力，则拉力F的大小为 N，绳子自由端上升 m，自由端移动的速度为 m/s。
【答案】 10 1 0.5
【详解】[1]不计摩擦和滑轮、绳的重力，绳子的股数n=2,则拉力F的大小为
[2]绳子自由端上升距离为s=nh=2×0.5m=1m
[3]自由端移动的速度为
21．如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两个剪片形成的刀口中时，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。
(1)两个剪片的刀刃很锋利，这是通过 的方法来增大压强。
(2)为了更容易剪断较粗较硬的枝条，应尽量将枝条靠近 （选填“B”或“O”）点。
(3)若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用100N的拉力作用在绳子自由端时，点受到绳子a的拉力为 。
(4)扦插枝条时需将茎上的部分叶片剪去，这是为了 水的蒸发。
【答案】(1)减小受力面积
(2)O
(3)300
(4)减慢
【详解】（1）两个剪片的刀刃很锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积的方法来增大压强，从而更容易剪断树枝。
（2）高枝剪可看作杠杆，支点为O点。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，为了更容易剪断较粗较硬的枝条，即减小动力F1，在阻力F2和动力臂L1一定的情况下，应减小阻力臂L2，所以应尽量将枝条靠近O点。
（3）若不计绳重、滑轮自重及摩擦，由图可知，滑动组有三段绳子拉着动滑轮，当用100N的拉力作用在绳子自由端时，绳子自由端的拉力，代入数据得，所以Fa=300N。
（4）影响蒸发快慢的因素有液体的温度、液体的表面积和液体表面上方的空气流动速度。扦插枝条时需将茎上的部分叶片剪去，是通过减小液体的表面积来减慢水的蒸发，从而提高枝条的成活率。
22．位于肇庆市高要区蛟塘镇和高明区更合镇交界处的广湛高铁珠三角枢纽机场站现场，数百台重型设备正火力全开，加紧施工。钻机蓄势待发、起重机铁臂挥舞、台车吊机加紧作业、土方车来回穿梭……目之所及皆是火热的施工场景。如图所示，大型吊车是重要施工机械，发挥了不可替代的重要作用。
(1)吊臂前端装有滑轮组，能改变拉力方向的是 滑轮；
(2)吊车装有很多车轮，可以 （选填“增大”或“减小”）压强；沉重的吊车底盘可以降低 ，增加稳定性；
(3)吊起的物体受到重力作用，重力的方向是 的；吊车的吊臂在2min内匀速提升了6m，则吊臂的速度为 m/s。
【答案】(1)定(2) 减小 重心(3) 竖直向下 0.05
【详解】（1）定滑轮不能省力，但是可以改变力的方向。
（2）[1]吊车装有很多车轮，可以在压力一定时通过增大受力面积减小压强。
[2]沉重的吊车底盘可以降低重心，增加稳定性，使得吊车不易侧翻。
（3）[1]重力的施力物体是地球，重力的方向始终竖直向下。
[2]臂的速度为
23．如图所示，当拉力F为5牛时，木块以0.2米/秒的速度向右做匀速直线运动。该滑轮是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”），此时，拉力F的功率是 。（滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计）
【答案】 动滑轮 2W
【详解】[1]图示中，滑轮的轴随着物体一起运动，是动滑轮。
[2]木块的匀速直线运动速度为0.2m/s，则绳子自由端移动的距离
拉力F的功率
24．如图所示，物体A在大小为10N的拉力F作用下，以0.3m/s的速度向右匀速运动了1m（不计滑轮与细绳间的摩擦及滑轮和绳的重力），若物体A与桌面间的摩擦力为1N，则拉力F做功的功率为 W，物体B克服重力做功 J。
【答案】 3 9
【详解】[1]拉力的功率
[2]物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得
则
由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=2，不计滑轮与细绳间的摩擦及滑轮和绳的重力，则物体B的重力
物体A向右匀速运动了1m，则绳端移动距离为1m，则物体B上升的高度
则物体B克服重力做的功
25．如图甲所示是周朝时期的一种取水工具“辘轳”。图乙所示是“辘轳”的简化图，它属于简单机械中的 ；若想使人在提水时能更省力，可以适当增加摇柄中 （填“A”或“B”）的长度。
【答案】 轮轴 B
【详解】[1]辘轳由“轮”（摇柄侧）和“轴”（绕绳侧）组成，可绕同一轴转动，属于轮轴（轮轴是杠杆的变形，动力作用在轮上时为省力机械）。
[2]若想使人在提水时能更省力，应增大轮半径、减小轴半径。故可以适当增加摇柄中B的长度。
四、计算题
26．如图所示，用的拉力向上拉动绳子，使重为的物体内匀速升高．（不计绳重和摩擦）求：
(1)绳子自由端拉动的速度．
(2)动滑轮重．
(3)若用此滑轮组提升重为的物体时，绳端拉力又是多少？
【答案】(1)(2)(3)
【详解】（1）由图可知：挂着动滑轮绳子的股数为n=3，物体上升高度h=5m，则绳子自由端移动的距离，由公式，得绳子自由端拉动的速度
（2）因为不计绳重和摩擦，所以由，得
动滑轮重力
（3）因为不计绳重和摩擦，所以当提升重的物体时,由，得
绳端拉力
27．如图所示，工人用滑轮组运送建材上楼，某次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m，所用的拉力为300N，滑轮与钢绳间的摩擦及绳重忽略不计。求：
(1)求动滑轮所受的重力；
(2)求钢绳自由端移动的距离；
(3)当所运送的建材重1100N时，工人作用在绳子上的拉力为多少。
【答案】(1)100N(2)18m(3)400N
【详解】（1）由图可知，动滑轮上共有3段绳子，故动滑轮所受的重力
（2）钢绳自由端移动的距离（3）当所运送的建材重1100N时，工人作用在绳子上的拉力为
28．在假期劳动实践活动中，小晋帮家里一起建房子。小晋用独轮车搬运砖块（如图甲所示），之后用如图乙所示的滑轮组将砖块运送到二层楼上。在某次搬运过程中，车斗与砖块的总质量为，独轮车的有关尺寸如图甲。若小晋所受的重力为，图乙中每个滑轮重力为。求：（不计及绳重和摩擦，取）
(1)竖直向上抬起独轮车车把时施加的力；
(2)小晋一次最多能提升多重的砖块。
【答案】(1)300N； (2)960N
【详解】（1）小晋竖直向上抬起独轮车车把时，可以将独轮车看作一个杠杆，车轮中心为支点。车斗与砖块总重力为阻力，小晋对独轮车施加的力为动力，由图可知，阻力臂，动力臂，车斗和砖块受到的总重力
根据杠杆平衡条件得，小晋对独轮车施加的力
（2）由图乙可知，动滑轮上绳子段数，绳子自由端施加的最大拉力等于人的重力，即，不计绳重和摩擦，砖块受到的重力最大为
五、综合题
29．如图所示，在杆秤的秤盘中放上物体，提起提纽，调节秤砣至B点后杆秤在水平位置平衡，测得cm，cm，回答下列问题：
(1)请在图中画出：动力的力臂。
(2)若秤砣的质量为3kg，则所称物体的质量为 kg。
(3)右图是我国古代劳动人民汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于定滑轮，其作用是 。
【答案】(1)
(2)20
(3)见解析
【详解】（1）由支点O向F1的作用线作垂线，该垂线段就为F1的力臂l1，如图所示：
（2）由杠杆平衡条件可得G物体OA=G秤砣OB即m物体g×3cm=3kg×g×20cm解得m物体=20kg。
（3）使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮，定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。图中装置顶端的轮子是定滑轮，可以改变力的方向。
【链接中考】
1．（2026·新疆·中考真题）小明用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升时，作用在绳子自由端的拉力不可能是（　　）
A．1.0N B．1.2N C．1.4N D．1.6N
【答案】A
【详解】作用在绳子自由端的拉力
用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升，则动滑轮承担的绳子股数为n=2，则
若，则但实际动滑轮必有重力，即因此拉力
则作用在绳子自由端的拉力不可能是1N，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2026·山东烟台·中考真题）为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（　　）
A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力
C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向
【答案】C
【详解】在使用时，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。图中的滑轮在使用时轴固定不动，为定滑轮，定滑轮不能省力，但是可以改变力的方向，动滑轮可以省力，但是不能改变力的方向，故ABD错误，C正确。
故选C。
3．（2026·山东威海·中考真题）图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为140N
B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm
C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm
D．健身器材提供的最大拉力为820N
【答案】AC
【详解】A．弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由图可知，定滑轮受到重力、绳a的拉力和滑轮绕绳的拉力，弹簧拉力为60N时，绳a的拉力Fa=2F1+G定=2×60N+20N=140N
故A正确；
B．拉环和动滑轮连接，动滑轮绕2段绳，拉环向下移动10cm，弹簧伸长2×10cm=20cm
故B错误；
C．弹性限度内，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，弹簧拉力为300N时，弹簧伸长的长度为动滑轮绕2段绳，拉环向下移动故C正确；
D．由图乙可知，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧的最大拉力是400N，弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由得到健身器材提供的最大拉力F大=2F-G动=2×400N-20N=780N故D错误。
故选AC。
4．（2026·河北·中考真题）图为三峡船闸的示意图。船闸利用 的特点实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮，使用这种滑轮 （选填“可以”或“不可以”）改变力的方向。
【答案】 连通器 可以
【详解】[1]船闸是根据连通器原理修建的。船闸和上游阀门打开时，上游与闸室组成连通器，使水面相平，方便船只出入；若下游阀门打开时，闸室和下游构成连通器，使水面相平，方便船只出入。
[2]在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮，轴固定不动的滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，但能改变动力的方向。
5．（2026·四川南充·中考真题）如图所示，重为100N的物体在水平拉力F为10N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了10m，则拉力所做的功为 J，滑轮组有用功的功率为 W。
【答案】 300 12
【详解】[1]由图可知动滑轮上有三段绳子，则拉力移动的距离是物体移动距离的三倍，拉力做的功为
[2]摩擦力大小为克服摩擦力做的功为有用功，即
滑轮组有用功的功率为21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第2节 滑轮及其应用
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 定滑轮 1
题型2 动滑轮 3
题型3 滑轮组、轮轴和斜面 8
【能力培优练】 5
【链接中考】 31
【重难题型讲解】
题型1 定滑轮
1.定滑轮：使用滑轮时，轴固定不动的滑轮。
2.特点
（1）力的关系：绳子自由端的拉力等于物体的重力，即。不省力，但能改变对物体拉力的方向。
（2）绳端移动距离S与物体上升高度h的关系：，也不省距离。
3.定滑轮的实质：
定滑轮的实质是等臂杠杆：支点在轴心处，拉力是动力，重物的拉力是阻力；两个力臂、都等于轮半径。
【典例1-1】现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》，书中将向上提举重物的力称为“掣”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮机械称为“绳制”（图①）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图②），使重物在相同的时间内匀速上升相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力移动的距离大于乙拉力移动的距离
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
【典例1-2】如图所示的机械模型，推动硬棒CD或EF，使它们在水平面内绕轴O转动，即可将绳逐渐绕到轴O上，提升重物G。下列说法正确的是（ ）
A．硬棒CD（或EF）及转轴组成的装置是省力杠杆
B．滑轮B为动滑轮，它的作用是省力
C．绕轴O上增加的绳长等于重物上升的高
D．滑轮A是定滑轮，它的作用是能改变施力的方向
跟踪训练1如图所示的定滑轮，使用它的优点是 ，分别用力和匀速拉起2个钩码，拉力和的大小关系是 。
跟踪训练2如图所示，旗杆顶端的机械是一个 滑轮，升旗时使用这种滑轮的目的是改变力的 。
题型2 动滑轮
1.动滑轮：使用滑轮时，物体和滑轮一起被提高。
2.特点
（1）使用动滑轮能省一半的力：（不计绳重、动滑轮重及摩擦），若要考虑动滑轮重则。但不能改变力的方向。
（2）绳端移动距离。
能省一半的力，但要多移动一倍的距离，且不能改变动力的方向。
3.动滑轮时实质：
动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆：
支点在绳和轮相切的处，拉力是动力，重物的拉力是阻力；动力臂是轮直径、阻力臂是轮半径。
【典例2-1】如图所示，一架无人机通过动滑轮将重20N的货物从深5m的井底拉至井口。若无人机竖直向上匀速飞行的速度为0.4m/s，对绳子的拉力为12N。不计绳重及摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．货物拉至进口所需要的时间为12.5s
B．动滑轮重4N
C．无人机拉绳子的拉力做功100J
D．若无人机重10N，无人机向上飞行动力的功率为8.8W
【典例2-2】如图所示，用甲、乙两个轻质滑轮分别匀速提起重力为10N的物体，能省力的是 滑轮（选填“甲”或“乙”）；甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为 。若不计摩擦，的大小为 N，A、B、C三根绳子中，所受最大的拉力与最小的拉力之比为 。
跟踪训练1如图所示，用该滑轮提起质量为的物体，若用竖直向上的拉力拉动绳子，使物体匀速上升，不计绳重、轮重及摩擦，则拉力的大小为 N；若改为斜向上拉绳子，则拉力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（取）
跟踪训练2如图所示的实验中，每只钩码的质量均为200克。（滑轮重及摩擦不计）
(1)用弹簧测力计竖直向上匀速拉动时，弹簧测力计的示数为1.96牛，若钩码向上移动5厘米，则弹簧测力计向上移动10厘米。由此可知：使用动滑轮的特点是：能 ，但费 。
(2)若某同学拉动弹簧测力计的方向没有沿竖直方向，则弹簧测力计的读数将 （填“变大”、“不变”或“变小”），请分析产生这一现象的原因 。
题型3 滑轮组、轮轴和斜面
1.滑轮组：将定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。
2.滑轮的组合（为承担重的绳子段数，为绳子末端移动的距离）
在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时:
使用滑轮组省了力，但是费距离。
3.使用滑轮组的特点：
（1）拉力的大小与吊起动滑轮的绳子段数有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一即:
不计动滑轮重、绳重和摩擦：
不计绳重和摩擦但考虑滑轮重：
（2）绳子自由端移动距离是物体上升高度的倍，即:。
（3）绳子自由端的速度与被物体的速度的关系：
4.滑轮组的组装
（1）确定绳子的段数
（2）滑轮组的绕绳方法：
①动滑轮和定滑轮个数相同时
当承重绳子的段数n为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；
当承重绳子的段数n为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上；
概括为“奇动偶定”。
②动滑轮和定滑轮个数不相同时，最省力的绕线方法：从个数少的滑轮为起点。
轮轴和斜面
1.轮轴
（1）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。
（2）轮轴的实质：轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆.
如图所示：轮轴作为杠杆的支点在轴心，轮半径是动力臂，轴半径阻力臂.
（3）轮轴的原理：根据杠杆的平衡条件得：
因为：所以：
当动力作用在轮上时，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。
2.斜面
（1）斜面：是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。
（2）使用斜面可以省力。
（3）斜面的原理
如图所示：把重为的物体，沿着长为，高为的斜面，用大小为的力推上去的过程中：
根据功的原理,如果不计斜面和物体的摩擦：
如果不计摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体重力的几分之一。斜面是一种省力的机械。
【典例3-1】图甲和图乙都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，但是它们有不同点。请回答下列问题。
(1) 滑轮组能改变动力的方向，而 滑轮组不能改变动力的方向。
(2)甲滑轮组有 段绳子承担物重，而乙滑轮组有 段绳子承担物重， 滑轮组更省力。
(3)如果都使物体上升12cm，那么甲滑轮组的绳端必须向下移动 cm，乙滑轮组的绳端必须向上移动 cm。
(4)若不计摩擦、绳重和动滑轮重，物重，则图甲中的拉力 N，图乙中的拉力 N；若不计摩擦和绳重，动滑轮重30N，物重，则 N， N。
【典例3-2】使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
(1)如图甲，旗杆的顶端安装一个 滑轮，使用它的好处是 。
(2)如图乙，小明和小杰握着两根较光滑的木棍。小张将绳子的一端系在其中一根木棍上。然后依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离，小张在B处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们。此实验说明了 。
跟踪训练1皖南“川藏线”，现在已是全国闻名的一条自驾线路，如图所示，盘山公路的设计，正是巧妙地运用了斜面的原理，公路的长度增加，其坡度会相应减小，使得爬坡变得更为 （选填“省力”或“省功”）。根据斜面，人们在生活中发明了螺旋状的机械工具，如螺钉、螺栓、螺旋千斤顶等。
跟踪训练2如图（a）是同学们常用的燕尾夹，，当用力摁住C点打开该夹子时，此时夹子可近似看作 杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”）；图（b），螺丝钉是一种类似斜面的机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度，螺纹 （填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
【能力培优练】
1．矗立在操场上的旗杆，顶部有一个滑轮如图所示，关于该滑轮的说法正确的是（ ）
A．它是动滑轮 B．它是定滑轮
C．利用它可以省距离 D．利用它可以省力
2．如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
3．“龙门吊”是港口中常见的起重设备，其滑轮组部分如图所示，用该滑轮组吊起货物的过程中可以（　　）
A．省功 B．省距离
C．省力 D．既省力又省距离
4．如图所示，甲、乙两套滑轮组质量相同，在相同时间内，用它们分别将相同质量的重物匀速提升，绳端移动的距离相同，不计绳重和摩擦，在此过程中（　　）
A．两重物上升的速度大小相同
B．甲滑轮组绳端的拉力较大
C．两滑轮组绳端的拉力大小相同
D．乙滑轮组提升重物上升的高度较大
5．如图所示，用滑轮组4s内把重31N的物体匀速竖直提升2m，已知每个滑轮重5N，不计绳重与摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．拉力为12N B．绳子移动距离为6m
C．绳子移动速度为1m/s D．拉力做功为62J
6．关于图中的简单机械说法正确的是（ ）
A．图甲中剪铁片的剪刀是费力杠杆
B．图乙中旗杆顶端装有动滑轮，利用它来升国旗，可以省力
C．利用图丙中的滑轮提升重物可以省距离
D．图丁中的盘山公路是斜面，可以省力
7．如图，物体A、B的重分别为50N、20N，动滑轮重为10N，此时物体A在水平面上向右以1m/s做匀速直线运动（绳子和滑轮间的摩擦不计），则下列说法正确的是（　　）
A．A物体所受摩擦力方向水平向左，大小为10N
B．B物体下落速度为0.5m/s
C．若用力F向左拉物体A，使A向左做匀速直线运动，所需力的大小为15N
D．若用F＝15N的力向左拉物体A，可以使物体A向左做加速直线运动
8．小明用如图所示的装置提升重力为400N的物体，使其匀速上升，不计摩擦、绳重和滑轮自重。下列说法正确的是（　　）
A．两个滑轮均为动滑轮 B．小明对绳子的拉力为200N
C．人将绳子拉过0.5m，物体上升1.5m D．利用此装置既可以省力，又可以省距离
9．某建筑工地上，工人师傅用滑轮组在t时间内将重为的水泥从地面匀速竖直提升h高度，如图所示。已知桶重为，此过程中该装置的机械效率为，不计绳重和摩擦。则（ ）
A．绳自由端上升的速度为 B．作用在绳子自由端的拉力为
C．装置中动滑轮的重为 D．作用在绳子自由端拉力的功率为
10．如图健身爱好者正在进行“高位下拉”训练，使用图示器材匀速提升配重时，以下说法正确的是（ ）
A．使用滑轮A可以省力
B．使用滑轮B可以改变力的方向
C．人下拉的力比被提起的配重所受重力大
D．配重被提升的距离比拉杆移动的距离短
二、多选题
11．如图所示，为了把货物搬运到平台上，工人在平台与地面间搭建了一个长、高的斜面，工人用沿斜面向上的力将重为的货物匀速拉到斜面顶端，不计货物与斜面间的摩擦。下列说法中正确的是（　　）
A．工人所用的拉力为
B．斜面是一种省功的机械
C．斜面的高度一定时，斜面越长，越省力
D．若考虑货物与斜面间的摩擦，工人的拉力需为，则货物受到的摩擦力为
12．如图，用同一个重为1N滑轮按甲定滑轮、乙动滑轮两种方式匀速将同一个重为5N的物体竖直向上提升2m，不计绳重和摩擦，则以下说法中正确的是（　　）
A．图甲的滑轮更省力
B．图甲的滑轮可以改变力的方向
C．图乙中拉力F2大小为3N
D．图甲中拉力F1做的功为12J
三、填空题
13．图甲中盘山公路修得弯弯曲曲，其主要目的是 ；图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，使用它 （选填“能”或“不能”）省功，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。
14．如图甲所示是用于松紧内六角螺丝的扳手，AB>BC，该工具使用时是一个 （选填“滑轮”“轮轴”），图 （选填“乙”“丙”）中的方法可以更轻松的拧动螺丝。
15．谷风车是我国古代劳动人民智慧的结晶。如图甲所示，当农民转动手动杆时，有风吹出，顶槽漏下的饱满谷粒和干瘪谷粒就被分开。题图乙为谷风车内部风扇叶片结构，则：
(1)顶槽中的谷粒受到 作用下落。
(2)题图甲中，饱满谷粒主要从 口出来，干瘪谷粒主要从 口出来。（均选填“A”或“B”）
(3)为了更省力，则需要 （选填“加长”或“缩短”）手动杆半径L。
(4)在塑料回收厂，切粒机切好的塑料颗粒中经常会混入微小粉尘，此装置 （选填“可以”或“不可以”）用来分离它们；如果这些塑料颗粒中混入了金属颗粒（塑料颗粒密度很小，二者直径相近），请你提供一个可行的分离方法： 。
16．某地拟建一座抽水蓄能电站，如图是工程所在地的等高线地形图。图中A点大气压比B点 （选填“高”或“低”）。施工时选择线路CD作为输送建筑材料的线路更省力，是因为该路线坡度较 （选填“陡”或“缓”）。为储存更多能量，水库应建在湖水的 （选填“左边”或“右边”）一侧的高地上。
17．如图为可升降晾衣架，通过转动摇柄实现晾衣架的升降。晾衣架的摇柄属于简单机械中的 （填“滑轮”“斜面”或“轮轴”）；摇柄上的花纹是为了 。
18．如图所示，小丽同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方的A点沿水平方向移动4m到B点，用时4s。假设整个过程，物体匀速上升，若不计绳重和摩擦，她在B时对绳子的拉力为 N。小丽从A移动到B，物体上升速度为 m/s。
19．如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为300N的物体A，2s匀速前进1m，地面对它的摩擦力为60N，小聪施加的拉力F=50N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为 J，拉力的功率 W。
20．用如图所示的滑轮提起重力为20N的物体，若用竖直向上的拉力拉动绳子，使物体在2s内匀速上升了0.5m，不计摩擦和滑轮、绳的重力，则拉力F的大小为 N，绳子自由端上升 m，自由端移动的速度为 m/s。
21．如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两个剪片形成的刀口中时，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。
(1)两个剪片的刀刃很锋利，这是通过 的方法来增大压强。
(2)为了更容易剪断较粗较硬的枝条，应尽量将枝条靠近 （选填“B”或“O”）点。
(3)若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用100N的拉力作用在绳子自由端时，点受到绳子a的拉力为 。
(4)扦插枝条时需将茎上的部分叶片剪去，这是为了 水的蒸发。
22．位于肇庆市高要区蛟塘镇和高明区更合镇交界处的广湛高铁珠三角枢纽机场站现场，数百台重型设备正火力全开，加紧施工。钻机蓄势待发、起重机铁臂挥舞、台车吊机加紧作业、土方车来回穿梭……目之所及皆是火热的施工场景。如图所示，大型吊车是重要施工机械，发挥了不可替代的重要作用。
(1)吊臂前端装有滑轮组，能改变拉力方向的是 滑轮；
(2)吊车装有很多车轮，可以 （选填“增大”或“减小”）压强；沉重的吊车底盘可以降低 ，增加稳定性；
(3)吊起的物体受到重力作用，重力的方向是 的；吊车的吊臂在2min内匀速提升了6m，则吊臂的速度为 m/s。
23．如图所示，当拉力F为5牛时，木块以0.2米/秒的速度向右做匀速直线运动。该滑轮是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”），此时，拉力F的功率是 。（滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计）
24．如图所示，物体A在大小为10N的拉力F作用下，以0.3m/s的速度向右匀速运动了1m（不计滑轮与细绳间的摩擦及滑轮和绳的重力），若物体A与桌面间的摩擦力为1N，则拉力F做功的功率为 W，物体B克服重力做功 J。
25．如图甲所示是周朝时期的一种取水工具“辘轳”。图乙所示是“辘轳”的简化图，它属于简单机械中的 ；若想使人在提水时能更省力，可以适当增加摇柄中 （填“A”或“B”）的长度。
四、计算题
26．如图所示，用的拉力向上拉动绳子，使重为的物体内匀速升高．（不计绳重和摩擦）求：
(1)绳子自由端拉动的速度．
(2)动滑轮重．
(3)若用此滑轮组提升重为的物体时，绳端拉力又是多少？
27．如图所示，工人用滑轮组运送建材上楼，某次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m，所用的拉力为300N，滑轮与钢绳间的摩擦及绳重忽略不计。求：
(1)求动滑轮所受的重力；
(2)求钢绳自由端移动的距离；
(3)当所运送的建材重1100N时，工人作用在绳子上的拉力为多少。
28．在假期劳动实践活动中，小晋帮家里一起建房子。小晋用独轮车搬运砖块（如图甲所示），之后用如图乙所示的滑轮组将砖块运送到二层楼上。在某次搬运过程中，车斗与砖块的总质量为，独轮车的有关尺寸如图甲。若小晋所受的重力为，图乙中每个滑轮重力为。求：（不计及绳重和摩擦，取）
(1)竖直向上抬起独轮车车把时施加的力；
(2)小晋一次最多能提升多重的砖块。
五、综合题
29．如图所示，在杆秤的秤盘中放上物体，提起提纽，调节秤砣至B点后杆秤在水平位置平衡，测得cm，cm，回答下列问题：
(1)请在图中画出：动力的力臂。
(2)若秤砣的质量为3kg，则所称物体的质量为 kg。
(3)右图是我国古代劳动人民汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于定滑轮，其作用是 。
【链接中考】
1．（2026·新疆·中考真题）小明用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升时，作用在绳子自由端的拉力不可能是（　　）
A．1.0N B．1.2N C．1.4N D．1.6N
2．（2026·山东烟台·中考真题）为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（　　）
A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力
C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向
3．（2026·山东威海·中考真题）图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为140N
B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm
C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm
D．健身器材提供的最大拉力为820N
4．（2026·河北·中考真题）图为三峡船闸的示意图。船闸利用 的特点实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮，使用这种滑轮 （选填“可以”或“不可以”）改变力的方向。
5．（2026·四川南充·中考真题）如图所示，重为100N的物体在水平拉力F为10N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了10m，则拉力所做的功为 J，滑轮组有用功的功率为 W。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑