13.2 滑轮及其应用 讲义-2025-2026学年沪科版物理八年级全一册

本讲义聚焦滑轮及其应用核心知识点，系统梳理定滑轮（等臂杠杆，改变力的方向）、动滑轮（省力杠杆，省力费距离）到滑轮组（组合装置，省力且改变方向）的递进脉络，涵盖结构特点、杠杆实质及n值判断、拉力计算等规律。 通过实验探究（如定滑轮方向对拉力影响、动滑轮力臂分析）培养科学探究能力，结合杠杆模型建构深化科学思维，联系起重机、校园图书搬运装置等实例体现科学态度与责任，分层练习助力学生巩固知识、查漏补缺。

2025-2026学年沪科版八年级物理 《第十一章简单机械第二节滑轮及其应用》精品讲义 ( 一．学习 目标 1.能准确区分定滑轮、动滑轮，说出它们的结构特点和实质。 2.理解定滑轮、动滑轮的工作特点（力、距离、速度关系），能结合杠杆平衡条件推导其规律。 3.知道滑轮组的组成，能根据实际需求选择合适的滑轮组，掌握滑轮组省力、费距离的规律（忽略动滑轮自重和摩擦）。 4.能识别生活中滑轮的应用场景，运用滑轮知识解决简单的实际问题，培养理论联系实际的能力。 ) ( 二．重点难点 （一）重点 1.定滑轮、动滑轮的结构特点和工作特点。 2.滑轮组的省力规律（拉力与承担物重的绳子段数的关系）。 （二）难点 1.理解定滑轮、动滑轮的实质（杠杆模型的转化）。 2.滑轮组中承担物重的绳子段数（n）的判断方法。 3.结合实际场景（考虑动滑轮自重）分析滑轮组的拉力计算。 ) 三．课前预习 1.轴的位置______的滑轮叫做定滑轮；轴的位置______的滑轮叫做动滑轮。 2.定滑轮的实质是一个______杠杆，使用定滑轮______（选填“能”或“不能”）省力，但可以______。 3.动滑轮的实质是一个______的杠杆，使用动滑轮能______，但______（选填“能”或“不能”）改变力的方向，且费______。 4.由______和______组合在一起使用的装置叫做滑轮组，滑轮组既可以______，又可以______。 5.忽略动滑轮自重和摩擦时，使用滑轮组提升物体，拉力F与物体重力G的关系是F=，其中n是。 四．课堂探秘 生产生活中，有不少大型机械能帮助人类完成繁重的工作。仔细观察，你会发现这些大型机械通常会用到一种简单机械-滑轮。 起重机、电梯等也都用到滑轮。使用滑轮有什么好处呢?本节我们学习定滑轮、动滑轮及其应用。 滑轮是一种简单机械，由可绕中心轴转动的圆盘（滑轮本体）和穿过圆盘凹槽的绳索（或链条）组成，核心作用是通过杠杆原理改变力的大小或方向，广泛应用于起重、运输、机械装置等场景。在工作过程中，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮；在工作过程中，轴的位置随物体移动的滑轮叫做动滑轮。 探究一：定滑轮的工作特点 滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的轮子，当它的轴固定不动时，这种滑轮叫做定滑轮(fixed pulley)。其实，滑轮就在我们身边。当我们升旗时，旗手向下拉绳子，旗子就会徐徐上升，这是因为在旗杆顶部有一个定滑轮。 【实验探究】： 如图所示，用弹簧测力计钩住绳子的一端，然后竖直向下拉动，使绳子另一端的钩码缓慢上升(或保持静止)，读取弹簧测力计的示数，比较钩码所受重力大小和弹簧测力计示数的关系。 改变钩码个数，重复上述操作，你可得出什么结论?改变弹簧测力计拉力的方向，重复上图定滑轮实验上述操作，你又可得出什么结论? 1.定义：轴固定不动的滑轮，如下图甲所示。 2.实质：一个等臂杠杆。如下图乙所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆， 3.特点： ①不省力也不费力：即。 ②不省距离也不费距离：如下图丙所示，,绳子自由端移动的速度等于物体移动的速度,绳子自由端移动的距离等于物体移动的距离，即。 ③能改变力的方向：不用定滑轮时向上施力拉物体，用了定滑轮后向下施力拉物体。 ④拉力方向对拉力大小的影响：如下图丁所示，无论拉力是竖直向下，还是斜向下，还是水平，拉力的力臂长度均等于滑轮半径，保持不变，故拉力大小不变 甲 乙 丙 丁 探究二：动滑轮的工作特点 【实验探究】： 如图所示，用弹簧测力计钩住绳子的一端，然后竖直向上拉动，使动滑轮下方悬挂的钩码缓慢上升。读取弹簧测力计的示数，比较钩码所受重力大小和弹簧测力计示数的关系;测量钩码上升的高度以及弹簧测力计移动的距离，并进行比较。 改变钩码个数，重复上述操作，你可得出(a)(b)什么结论?改变弹簧测力计拉力的方向，重复上图动滑轮上述操作，你又可得出什么结论? 1.定义：轴可以随物体一起运动的滑轮。，如下图甲所示 2.实质：动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆。如下图乙所示，它的转动轴是绳与动滑轮的切点， 3.特点： ①省力：在忽略动滑轮重及绳与滑轮间的摩擦时，有； 仅忽略绳与滑轮间的摩擦但不忽略动滑轮重时，有。 ②费距离：如下图丙所示， 如下图丙所示，绳子自由端移动的速度等于物体移动速度的2倍，绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的2倍，即。 ③不能改变力的方向：不用动滑轮时向上施力拉物体，用了动滑轮后仍然向上施力拉物体。 ④拉力方向对拉力大小的影响：如下图丁所示，竖直向上施力时，拉力的力臂长度等于滑轮直径，斜向上施力时，拉力的力臂长度小于滑轮直径，故竖直向上施力最省力，斜向上施力，拉力会变大。 甲 乙 丙 丁 探究三：使用滑轮的几种常见情况的等量关系（均忽略绳重和绳与滑轮间的摩擦） 1.竖直使用定滑轮 ，， 2.水平使用定滑轮 ，， 3.竖直使用动滑轮 ，， ，， 4.水平使用动滑轮 ，， ，， 探究四：滑轮组的工作特点 使用定滑轮不省力，但能改变力的方向;使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向，且需要移动更长的距离。在许多情况下，仅使用定滑轮或动滑轮不能满足我们的需求，因此，经常将动滑轮与定滑轮组合起来使用。定滑轮和动滑轮组合在一起组成的装置叫做滑轮组。 大量实验表明:用滑轮组提起重物时，若忽略滑轮重、绳重和摩擦，则动滑轮上有几段绳子承担物体的重力，提图中起物体所用的力就是物体重力大小的几分之一。 在现代化生产中，人们使用的往往是复杂的机械，但复杂机械中的许多部件就是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的。 1.定义：由动滑轮和定滑轮组合成的装置 2.特点：既省力，又能改变力的方向，但是费距离。 （1）省力：在忽略动滑轮重及绳与滑轮间的摩擦时，有（n为承担物重及滑轮重的绳子段数，下同）；仅忽略绳与滑轮间的摩擦但不忽略动滑轮重时，有。 小技巧：n的判断方法 如左图中画圈的5段绳子承担了物体和动滑轮的重力（示意图见右图），则 3.常见的滑轮组的n值情况 n=2 n=3 n=3 n=4 n=4 n=5 F=G F=G F=G F=G F=G F=G S=2h S=3h S=3h S=4h S=4h S=5h （2）费距离：绳子自由端移动的速度等于物体移动速度的n倍，绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的n倍，即。 4.绕线方法： （1）已知滑轮和承担物重的绳子段数n，画绕线：若n是奇数，则绳子的固定端拴在动滑轮上；若n是偶数，则绳子的固定端拴在定滑轮上（“奇动偶定”）。连线时由内向外依次缠绕滑轮。 （2）已知滑轮组，画最小拉力：使绳子承担物重的段数为最大即可。若滑轮组中动滑轮和定滑轮数目不等，那么答案很明显；若滑轮组中动滑轮和定滑轮的数目相等，那么n是奇数。 例如请在图中画出滑轮组的绕绳，要求滑轮组自由端的绳拉力方向向上。 又例如如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。 【经典例题】 例1.如图所示，升旗时关于旗杆顶端的滑轮，下列说法正确的是（　　） A．该滑轮是动滑轮 B．可以省力 C．可以改变力的方向 D．可以省距离 例2.如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　） A．F甲＝200N，并向上移动4m B．F甲＝100N，并向上移动2m C．F乙＝200N，并向上移动1m D．F乙＝400N，并向上移动1m 例3.如图所示，分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物，若不计滑轮重及摩擦，则（ ） A． B． C． D． 例4.如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为70N的物体，不计绳重和摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（ ） A．30N B．35N C．40N D．45N 例5.如图，在竖直向上的力F的作用下，重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为0.4m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为（ ） A．20N 0.2m/s B．20N 0.8m/s C．5N 0.2m/s D．5N 0.8m/s 例6. 如图所示，用滑轮组提起物重相等的物体，若忽略滑轮组的重和摩擦时，所用的拉力最大的是（ ） A． B． C． D． 例7. 如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止．则每个动滑轮的重力为（ ） A．3N B．6N C．11N D．22N ( 例32 )例8. 如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为200 N的物体，拉力F的大小为30 N．若不计绳子与滑轮组之间的摩擦，则物体和地面之间的摩擦力大小为（ ） A．30 N B．45 N C．60 N D．300 N 例9. 如图所示，滑轮A上挂一重10 N的物体B，C为固定点（地面），当滑轮A在力F的作用下向上匀速上升时，滑轮A的速度为重物B上升时速度的________，力F应为_______N（滑轮A和绳重及摩擦均不计）． 例10.如图所示,重50 N的木箱通过一滑轮组拉动,若不计滑轮重,当拉力 F= 5 N时,木箱能在地面上匀速滑动,则木箱与地面间的摩擦力 f=______ N,拉力 F向右拉动,木箱向______滑动(填“左”或“右”). 例11.如图，站在地面上的人用滑轮组提升重物，画出提起重物最省力的绕线。 例12. 如图所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物．已知作用在绳子自由端的拉力F 甲=F 乙=F 丙=50 N．则： （1）不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是G 甲=____N，G 乙=____N，G 丙=____N． （2）动滑轮重3 N，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是G 甲=__N，G 乙=____N，G 丙=____N． （3）当物体被提升2 m时，绳子自由端移动的距离分别是s 甲=____m，s 乙=___m，s 丙=___m． （4）如果物体被提升的速度都是0.2 m/s时，绳子自由端移动的速度分别是：v 甲=___m/s，v 乙=___m/s，v 丙=____m/s． 五．课堂检测 （一）．选择题 1.用同一定滑轮分别沿图示方向将同一重物匀速提起，不计绳重与摩擦，三个力（　　） A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大 2.一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是（　　） A．动滑轮，能省力 B．动滑轮，能改变力的方向 C．定滑轮，能省力 D．定滑轮，能改变力的方向 3.如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1牛顿，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为（　　） A．1牛顿 B．0.5牛顿 C．2牛顿 D．1.5牛顿 4.如图所示，分别用力F1、F2和F3，使用三个滑轮匀速提起同样的重物，不计绳重、滑轮重和摩擦，则F1、F2和F3的大小关系是（ ） A． B． C． D． 5.如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为100N，定滑轮总重力为100N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时，人需用力（ ） A．220N B．240N C．275N D．300N 6. 如图所示，甲物重5N，乙物重3N，甲、乙均保持静止状态，不计弹簧测力计自重．则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分别是（ ） A. 0，3N B. 0，5N C. 2N，5N D. 2N，3N 7. 如图所示,由弹簧测力计 A、B和滑轮组组成的装置中,拉绳子的力 F=10 N.若不计滑轮组重和摩擦,则弹簧测力计 A、B的示数 FA和 FB分别为( ) A. FA=30 N, FB=20 N B. FA=20 N, FB=30 N C. FA= FB=20 N D. FA= FB=30 N 8. 小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（　　） A. 小李把小胖拉起 B. 小胖把小李拉起 C. 两个都拉不起 D. 两个都拉起 9. 如图所示，在不计摩擦的情况下，要将物体匀速向上提起，则F1和F2相比较 A.F1比较小 B. 大小相同 C. F2比较小 D. 无法确定 10. 如图所示，三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是（　　） A. F1＞F2＞F3 B. F1＜F2＜F3 C. F2＞F1＞F3 D. F2＜F1＜F3 10. 如图所示的滑轮组,动滑轮的总重为20 N,物体 A受到的重力为100 N,在力 F的作用下,物体 A以2 m/s的速度上升2 s,若忽略摩擦,则关于滑轮组绳端作用力 F的大小以及绳端上升的距离,下列说法中正确的是 ( ) A. 30 N,16 m B. 25 N,16 m C. 40 N,12 m D. 40 N,16 m 11. 如图所示，滑轮组提升重600 N的物体，滑轮重和摩擦不计，它所用的拉力为( ) A. 200 N B. 150 N C. 100 N D. 75 N 12. 在图中，甲、乙两个滑轮组都是由相同的滑轮组合而成。如图丙：大轮重10N，小轮重5N，连杆重1N．先后用甲、乙两种方式提起同样重的物体（G=500N ），如果忽略摩擦力和绳的重力，则下列说法正确的是（ ） A.F1=129N ，F2=133N B. F1=129N ，F2=129N C. F1=133N， F2=133N D. F1=133N ，F2=129N （二）．填空题 13.如图所示，分别利用甲，乙两滑轮匀速提起两个重物，图中使用甲滑轮的好处是 ___________。其中乙滑轮的自由端F2上升4m，则物体升高 ___________m；不计滑轮和绳子的重力及摩擦，若拉力F1=F2，则G1___________G2（选填“小于”、“等于”或“大于”）。 14. 如图所示，小明利用滑轮组提升重为300 N的重物，该滑轮组绳子的段数n＝_______．若不计滑轮重和摩擦，则拉力F＝_______N时，可以使重物匀速上升；若不计摩擦，动滑轮的重力为30 N，则拉力F＝_______N时，可以使重物匀速上升；若物体被提升的高度为9m，则绳子自由端上升的距离为_______m． 15. 用如图所示的滑轮组匀速向左拉动重为100N的物体A，所用拉力F为10N（不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦），则物体A受到地面对它的摩擦力大小是_______N，方向向_______（左／右）。 16.如图所示，不计滑轮与轴之间的摩擦．当拉力F的大小为15N时，物体沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到的摩擦力为___________N;将拉力F增大为20N，物体受到的摩擦力_________（选填增大、减小或保持不变）． 17. 如图所示，如果绳重和摩擦不计，动滑轮重不计，物重G=300N，则图甲中的拉力F甲=___N，图乙中的拉力F乙=___N，如果不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为30N，物重G=300N，则F’甲=___N，拉力F’乙=___N． 18. 定滑轮使用过程中表现出的特点是_________，如学校旗杆上均固定有一只定滑轮；动滑轮使用过程中表现出的特点是能够省力，如_______________． 19. 动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂___________的杠杆，使用动滑轮时能省________力，但费________． 20. 如图所示，是用来锻炼腿部和手臂的肌肉力量健身器材的示意图，重物质量为30 kg；(g取10 N/kg) (1)锻炼手臂的肌肉力量时，绳A端固定不动，手在B处用力拉绳，使重物匀速上升，此时滑轮O是______(选填“定”或“动”)滑轮，拉力是______N； (2)锻炼腿部肌肉力量时，绳B端固定不动，腿中A处用力拉绳，使重物匀速上升，此时滑轮O是______(选填“定”或“动”)滑轮，拉力是______N。(不考虑轮重和摩擦) （三）．解答题 21.作图题 （1）如图所示，某人站在A处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体B，请画出最省力的绳子绕线。 （2）若用一个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组提升重物，请你用画线代替绳子，画出最省力的绕线方法。 22. 如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的石块拉至井口的装置图．已知井深 12 m，石块重G石=6×103 N，汽车重G车=3×104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F拉=2.2×103 N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，忽略绳重及绳子与滑轮之间的摩擦力．（g取10 N/kg）求（1）动滑轮的重力； （2）将石块从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？ 23. 如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），求： （1）动滑轮重； （2）绳自由端的移动速度为多大？ （3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？ 24．如下图甲所示，是探究“动滑轮工作时的特点”的实验装置． (1)实验时，应__________拉动使钩码__________上升． (2)小军记录数据如表，分析数据可得：____________________. 实验次数 1 2 3 钩码重/N 2 4 6 测力计示数/N 1.1 2.1 3.1 (3)小军继续实验，并作出“拉力与钩码重的比值随钩码重的变化”图象，如图乙所示．分析图象可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值就越接近_____ (选填数值)．由此他推理得出：在不计动滑轮重时，使用动滑轮可以省__________的力． 25. 小梦同学用如图所示的装置“研究定滑轮和动滑轮的特点”。 次数 钩码升高的高度h/m 拉力F/N 拉力方向 1 1 0.2 1 0.2 向上 2 2 0.2 2.1 0.2 向下 3 1 0.2 0.6 0.4 向上 4 2 0.2 1.1 0.4 向下 （1）实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和_______； （2）实验中应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计，使钩码上升； （3）请将小梦设计的记录表格中未填写的测量项目补充完整_______； （4）比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是_______； （5）依据杠杆平衡条件分析，使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半，但分析第3、4两次实验数据却不符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是_______。 26.阅读短文，回答问题。 2025校园科创赛——滑轮装置的传统与现代应用 2025年全国中学生校园科创大赛中，“简易省力提物装置”成为热门参赛项目，沪科版物理教材中滑轮及其应用的知识成为参赛核心考点。张孝祥在《湖湘以竹车激水粳稻如云书此能仁院壁》中写“联绵十车辐，伊轧百舟橹”，描绘了宋代竹制筒车借助机械结构提水灌溉的场景，筒车的省力智慧与现代滑轮装置异曲同工。参赛学生结合校园生活需求，设计了“教室图书搬运滑轮装置”，针对图书柜高层取书、搬书费力的问题，采用2个定滑轮和1个动滑轮组装滑轮组，固定在教室书架旁。该装置在实际使用中，考虑到校园场景的安全性，选用承重≥200N的防滑尼龙绳，避免绳子脱槽。学生测试时发现，提升15N的图书，实际拉力为6N，原因是动滑轮自重和绳与滑轮凹槽的摩擦不可忽略。此次科创赛中，学生们不仅将滑轮知识应用于校园生活，还从古代筒车、龙骨水车等传统机械中汲取灵感，设计出更贴合实际需求的装置，让简单机械成为连接传统文化与现代校园生活的桥梁，也深化了对滑轮组省力原理、机械效率的理解。 （1）学生设计的装置中，定滑轮的主要作用是______，动滑轮的主要作用是______。 （2）该装置由2个定滑轮和1个动滑轮组成，其滑轮组的优点是（ ） A. 只省力不改变力的方向 B. 只改变力的方向不省力 C. 既省力又改变力的方向 D. 既不省力也不改变力的方向 （3）若忽略动滑轮自重、绳重和摩擦，提升15N的图书，绳子自由端的拉力可能为（ ） A. 15N B. 7.5N C. 5N D. 3N （4）实际拉力为6N，大于理想拉力，其主要原因不包括（ ） A. 动滑轮有自重 B. 绳与滑轮凹槽间有摩擦 C. 图书提升高度过高 D. 绳子有一定自重 （5）为避免绳子脱槽，以下做法合理的是（ ） A. 选用带凹槽的标准滑轮 B. 增加动滑轮的数量 C. 减小提升的物重 D. 快速拉动绳子 六．课后作业 （一）完成知识清单 1.滑轮是______的变形，根据轴的位置是否移动，可分为______和______两类。 2.定滑轮的轴固定不动，其实质是______杠杆，使用定滑轮时______省力，但可以______。 3.动滑轮的轴随物体一起移动，其实质是______的杠杆，使用动滑轮时能______，但______改变力的方向，且费______。 4.把定滑轮和动滑轮组合起来使用，就构成了______，它的优点是既能______，又能______。 5.滑轮组中，承担物重的绳子段数用字母______表示，理想情况下（忽略动滑轮自重、绳重和摩擦），拉力F与物重G的关系为______。 6.若滑轮组中动滑轮的自重为G动，在考虑动滑轮自重（忽略绳重和摩擦）时，拉力F的计算公式为______。 7.滑轮组中，绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系为______，绳子自由端移动的速度v与物体上升速度v物的关系为______。 8.组装滑轮组时，遵循“______”的原则：当承担物重的绳子段数n为奇数时，绕线应从______开始；当n为偶数时，绕线应从______开始。 9.实际使用滑轮组时，由于存在______和______等额外功，拉力会大于理想值，机械效率______1（选填“大于”“小于”或“等于”）。 10.生活中，滑轮组的应用十分广泛，例如______、______等（列举两例）；而定滑轮常应用在______等场景中（列举一例）。 （二）强化训练 一．选择题 1.中华民族五千年传统文化源远流长！我国古代聪慧的劳动人民就能巧妙地应用简单机械。如图所示，安装在护城河旁城墙顶端的滑轮（　　） A．既不省力，也不能改变施力方向 B．虽不省力，但能改变施力方向 C．既省力，又能改变施力方向 D．虽省力，但不能改变施力方向 2.用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（　　） A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功 3. 如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，其中最小的力为（ ） A．F1 B．F2 C．F3 D．一样大 4.如图所示的滑轮组匀速提升20N的重物，绳子自由端的拉力是15N，不计绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（ ） A．若物体升高0.5m，则绳子自由端移动1.5m B．若绳子自由端的速度为0.2m/s，物体移动的速度为0.4m/s C．动滑轮重5N D．若使用该滑轮组匀速提升10N的重物，绳子自由端的拉力F为10N 5. 同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不记滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（　　） A. F甲＜F乙＜F丙 B. F甲＞F乙＞F丙 C. F甲＞F乙＝F丙 D. F甲＝F乙＞F丙 6. 要想用50 N的力刚好提起80 N的物体，不计机械本身的重力和摩擦，可用下列简单机械中的( ) A. 杠杆 B. 定滑轮 C. 动滑轮 D. 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 7. 重物 G=80 N,用如图所示滑轮组拉动时,在拉力 F为20 N时,恰巧做匀速直线运动,则物体所受摩擦力大小是( ) A. 20 N B. 90 N C. 40 N D. 45 N 8. 在我校物理科技节上，玲玲老师给大家演示了神奇的“二力平衡”。如图所示，当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时，玲玲老师用两弹簧测力计拉动圆柱体两侧的“同一根”细线，使“整根”细线向右做匀速运动，神奇的是：左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N。“同一根”细线右端受拉力小，为何细线还能向右匀速运动呢？原来中空的细圆柱体内部另有“机械”，你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是下列图中（不计绳重及摩擦）（　　） A. B. C. D. 9. 用如图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是（　　） A. ​  B.  C. ​  D. ​ 10.下列关于使用滑轮组的优点的论述，较全面的是（　　） A. 一定是省力的，又能改变力的方向 B. 一定是省力的，但不能改变力的方向 C. 有时既省力，又能改变力的方向，有时可以省力，但不改变力的方向 D. 肯定可以改变力的方向，省力与否要具体分析 11. 要用300N的拉力提起重800N的物体，应该选择如图所示的简单机械是（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示的滑轮组，每个滑轮重为20N，绳重及摩擦不计，用它匀速提升重为100N的物体，所用的拉力F是（ ） A. 50N B. 60N C. 70N D. 120N 二．填空题 13. 如图所示的装置中，物重均为300N，并处于静止状态，不计动滑轮重及轮与轴的摩擦，则拉力F1=_______N，拉力F2=_______N，拉力F3=_______N。 14. 用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计绳重和摩擦，则拉力大小为_______N，绳端移动的速度为_______． 15. 如图所示为居民小区内的健身器材，它是由_____个定滑轮组成的；定滑轮在使用时可以改变_____的方向；动滑轮在使用时_____省功（选填“能”或“不能”）． 16. 如图所示，物体所受重力是80牛，不计摩擦及滑轮的重，当用力匀速提升物体时，力F为_______牛，它相当于一个_______（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆．若物体在10秒内被提高2米，则拉力F做的功为_______焦，拉力F的功率为_______瓦 17. 如图所示，物体A的质量为5kg．在水平方向拉力F的作用下，物体恰好以0.1米/秒的速度匀速前进．已知拉力F的大小为20牛，物体A受到的摩擦力为_______牛，拉力F的速度为_______米/秒，1分钟内拉过的绳子的长度为_______米．（假设绳子足够长，滑轮重不计、绳子和滑轮间的摩擦不计） 18. 如图所示,当弹簧测力计 A的读数是5 N时,弹簧测力计 B的读数为______ N,滑轮和重物的总重为______ N.这是一个______滑轮. 19.如果物体和动滑轮的总重是90 N，用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，所用的力可以是_________N和_________N。（不计摩擦） 20.如图所示四个滑轮组，如果滑轮的重力和一切摩擦及丙组的板重不计，重物G的重力为600 N。要将重物匀速提起，四种情况下拉力F分别为F 甲=_________，F 乙=_________，F 丙=_________，F 丁=_________。 三．解答题 21.作图题 （1）用图示的滑轮组匀速提起重物，当重物升高1米时，绳子的自由端被拉下4米，请用笔画出此滑轮组绳子的绕法。 22. 用如图所示的滑轮组提升重物，绳重和摩擦不计，当物重G＝1600N、拉力F为450N时，可使物体匀速上升。求 （1）当拉绳的速度为多大时，可使重物以0.5m/s的速度匀速上升； （2）动滑轮重为多大； （3）当被提起的物体重为G′＝2600N时，拉力F′为多大可以使物体匀速上升。 23. 如图所示，弹簧测力计示数是10牛，物体A的重力为50牛，在力F的作用下，物体A匀速移动了4米，所用的时间是10秒，求： （1）物体A受到的摩擦力f？ （2）拉力F的大小？ （3）拉力在10秒内做了多少焦的功？ （4）拉力的功率是多少瓦？ 24.如图所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力F 甲=F 乙=F 丙=50 N。则： （1）不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是G 甲=____N，G 乙=____N，G 丙=____N。 （2）动滑轮重3 N，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是G 甲=__N，G 乙=____N，G 丙=____N。 （3）当物体被提升2 m时，绳子自由端移动的距离分别是s 甲=____m，s 乙=___m，s 丙=___m。 （4）如果物体被提升的速度都是0.2 m/s时，绳子自由端移动的速度分别是：v 甲=___m/s，v 乙=___m/s，v 丙=____m/s。 25．为了探究滑轮在不同工作情况时的使用特点，某小组同学利用不同的滑轮将重为10牛的物体匀速提起，滑轮的工作情况和实验数据如表所示。 实验 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 滑轮工作 情况 定滑轮 动滑轮 滑轮重力（牛） 1 1 1 1 2 3 3 3 3 拉力（牛） 10 10 10 5.5 6.0 6.5 7.2 8.0 （1）分析比较实验序号　 　 可得出的初步结论是：使用定滑轮匀速提升重物时，不改变力 的大小，可以改变用力方向。 （2）分析比较实验序号 4、5 和 6 可得出的初步结论是：利用动滑轮匀速提升相同的重物时，滑轮越重，　 　；竖直向上的拉力等于　 　。 （3）分析比较实验序号 6、7 和 9 可以得到的结论是：　 　。 （4）依据第③小题的结论可推断实验序号 8 中拉力大小的范围为　 　牛。 26.阅读短文，回答问题。 科技实践课中的滑轮组探究，承古智启新思 2026年春季，全国多所中学开展“物理创客实践周”活动，八年级学生以“传统提水机械与现代滑轮组的融合创新”为主题开展探究。苏轼在《无锡道中赋水车》中写下“翻翻联联衔尾鸦，荦荦确确蜕骨蛇”，描绘了古代龙骨水车的运转之态，这种传统机械借助简单传动结构省力提水，与现代滑轮的力学原理一脉相承。在实践课上，学生们用3D打印滑轮、尼龙绳等材料组装滑轮组，模拟古代水车的提水场景，探究省力规律。小组选用1个定滑轮和2个动滑轮组成滑轮组，绕线时遵循“奇动偶定”原则，将钩码模拟的“水重”提升至指定高度，记录拉力、提升高度等数据。实验中发现，滑轮轴的摩擦、动滑轮自重会影响实际拉力，同学们通过添加润滑油、选用轻质滑轮优化装置，让机械效率提升至85%。此次实践让学生体会到，传统农具的智慧与现代物理知识相通，滑轮作为简单机械，既在古代农业生产中解决了人力提水的难题，也在当代学生的科创实践中，成为理解杠杆变形、省力原理的重要载体，真正实现了“做中学、用中学”的新课标要求。 （1）本实验中组装的滑轮组，其组成包含定滑轮和动滑轮，滑轮本质上是______的变形，定滑轮的实质是______杠杆。 （2）学生绕线遵循“奇动偶定”原则，若该滑轮组承担物重的绳子段数n=5，此为奇数，绕线应从（ ）开始。 A. 定滑轮 B. 动滑轮 C. 任意滑轮 D. 滑轮组中间 （3）理想情况下（忽略动滑轮自重、绳重和摩擦），若提升的钩码总重为40N，n=5时，绳子自由端的拉力为（ ） A. 8N B. 20N C. 40N D. 200N （4）实验中滑轮轴的摩擦会导致额外功产生，以下操作能减小该摩擦的是（） A. 增加动滑轮数量 B. 给滑轮轴添加润滑油 C. 增大提升的物重 D. 缩短提升的高度 （5）该滑轮组中绳子自由端移动的距离s与钩码上升高度h的关系为（） A. s=h B. s=5h C. s=1/5h D. s=2h ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年沪科版八年级物理 《第十一章简单机械第二节滑轮及其应用》精品讲义 ( 一．学习 目标 1.能准确区分定滑轮、动滑轮，说出它们的结构特点和实质。 2.理解定滑轮、动滑轮的工作特点（力、距离、速度关系），能结合杠杆平衡条件推导其规律。 3.知道滑轮组的组成，能根据实际需求选择合适的滑轮组，掌握滑轮组省力、费距离的规律（忽略动滑轮自重和摩擦）。 4.能识别生活中滑轮的应用场景，运用滑轮知识解决简单的实际问题，培养理论联系实际的能力。 ) ( 二．重点难点 （一）重点 1.定滑轮、动滑轮的结构特点和工作特点。 2.滑轮组的省力规律（拉力与承担物重的绳子段数的关系）。 （二）难点 1.理解定滑轮、动滑轮的实质（杠杆模型的转化）。 2.滑轮组中承担物重的绳子段数（n）的判断方法。 3.结合实际场景（考虑动滑轮自重）分析滑轮组的拉力计算。 ) 三．课前预习 1.轴的位置______的滑轮叫做定滑轮；轴的位置______的滑轮叫做动滑轮。 2.定滑轮的实质是一个______杠杆，使用定滑轮______（选填“能”或“不能”）省力，但可以______。 3.动滑轮的实质是一个______的杠杆，使用动滑轮能______，但______（选填“能”或“不能”）改变力的方向，且费______。 4.由______和______组合在一起使用的装置叫做滑轮组，滑轮组既可以______，又可以______。 5.忽略动滑轮自重和摩擦时，使用滑轮组提升物体，拉力F与物体重力G的关系是F=，其中n是。 【答案】1.固定不动；随被吊物体一起移动 2.等臂；不能；改变力的方向 3.动力臂为阻力臂2倍；省力；不能；距离 4.定滑轮；动滑轮；省力；改变力的方向 5.G/n；承担物重的绳子段数 四．课堂探秘 生产生活中，有不少大型机械能帮助人类完成繁重的工作。仔细观察，你会发现这些大型机械通常会用到一种简单机械-滑轮。 起重机、电梯等也都用到滑轮。使用滑轮有什么好处呢?本节我们学习定滑轮、动滑轮及其应用。 滑轮是一种简单机械，由可绕中心轴转动的圆盘（滑轮本体）和穿过圆盘凹槽的绳索（或链条）组成，核心作用是通过杠杆原理改变力的大小或方向，广泛应用于起重、运输、机械装置等场景。在工作过程中，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮；在工作过程中，轴的位置随物体移动的滑轮叫做动滑轮。 探究一：定滑轮的工作特点 滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的轮子，当它的轴固定不动时，这种滑轮叫做定滑轮(fixed pulley)。其实，滑轮就在我们身边。当我们升旗时，旗手向下拉绳子，旗子就会徐徐上升，这是因为在旗杆顶部有一个定滑轮。 【实验探究】： 如图所示，用弹簧测力计钩住绳子的一端，然后竖直向下拉动，使绳子另一端的钩码缓慢上升(或保持静止)，读取弹簧测力计的示数，比较钩码所受重力大小和弹簧测力计示数的关系。 改变钩码个数，重复上述操作，你可得出什么结论?改变弹簧测力计拉力的方向，重复上图定滑轮实验上述操作，你又可得出什么结论? 【解析】（1）竖直向下拉绳子：  ①实验现象：弹簧测力计的示数等于钩码的重力（不计滑轮自重和摩擦）。  ②结论：使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。 （2）改变钩码个数重复实验： ①当钩码个数增加时，弹簧测力计的示数会同步增大，始终等于钩码的总重力。 ②进一步验证：定滑轮不省力，拉力大小始终等于物重。 （3）改变弹簧测力计拉力的方向（斜拉、水平拉）：  ①弹簧测力计的示数保持不变，仍等于钩码的重力。 ②结论：定滑轮不仅不省力，而且拉力的大小与拉力的方向无关，只改变力的方向。 最终结论 （1）定滑轮的实质是等臂杠杆，动力臂与阻力臂相等，因此拉力等于物重。 （2）使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，方便在不同方向施力提升物体。 1.定义：轴固定不动的滑轮，如下图甲所示。 2.实质：一个等臂杠杆。如下图乙所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆， 3.特点： ①不省力也不费力：即。 ②不省距离也不费距离：如下图丙所示，,绳子自由端移动的速度等于物体移动的速度,绳子自由端移动的距离等于物体移动的距离，即。 ③能改变力的方向：不用定滑轮时向上施力拉物体，用了定滑轮后向下施力拉物体。 ④拉力方向对拉力大小的影响：如下图丁所示，无论拉力是竖直向下，还是斜向下，还是水平，拉力的力臂长度均等于滑轮半径，保持不变，故拉力大小不变 甲 乙 丙 丁 探究二：动滑轮的工作特点 【实验探究】： 如图所示，用弹簧测力计钩住绳子的一端，然后竖直向上拉动，使动滑轮下方悬挂的钩码缓慢上升。读取弹簧测力计的示数，比较钩码所受重力大小和弹簧测力计示数的关系;测量钩码上升的高度以及弹簧测力计移动的距离，并进行比较。 改变钩码个数，重复上述操作，你可得出(a)(b)什么结论?改变弹簧测力计拉力的方向，重复上图动滑轮上述操作，你又可得出什么结论? 【解析】（1）竖直向上拉绳子： ①实验现象：弹簧测力计的示数约为钩码重力的一半（不计动滑轮自重和摩擦时，F=G/2）。 弹簧测力计移动的距离是钩码上升高度的2倍（s=2h）。 ②结论：使用动滑轮能省一半力，但费距离，且不能改变力的方向。 （2）改变钩码个数重复实验 ①钩码个数增加时，弹簧测力计的示数会同步增大，始终约为钩码总重力的一半（不计动滑轮自重和摩擦）。 ②进一步验证：动滑轮的省力效果与物重成正比，拉力移动距离始终是物体上升距离的2倍。 （3）改变弹簧测力计拉力的方向（斜拉） ①弹簧测力计的示数会变大（因为拉力的力臂变短，动力臂小于滑轮直径），不再是物重的一半。 ②结论：动滑轮只有在竖直向上匀速拉时，才能省一半力；斜拉时省力效果会减弱。 最终结论 （1）动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 （2）不计动滑轮自重和摩擦时，动滑轮能省一半力（F=G/2），但费距离（s=2h），且不能改变力的方向。 （3）若考虑动滑轮自重，拉力公式为：F=(G+G动)/2。 1.定义：轴可以随物体一起运动的滑轮。，如下图甲所示 2.实质：动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆。如下图乙所示，它的转动轴是绳与动滑轮的切点， 3.特点： ①省力：在忽略动滑轮重及绳与滑轮间的摩擦时，有； 仅忽略绳与滑轮间的摩擦但不忽略动滑轮重时，有。 ②费距离：如下图丙所示， 如下图丙所示，绳子自由端移动的速度等于物体移动速度的2倍，绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的2倍，即。 ③不能改变力的方向：不用动滑轮时向上施力拉物体，用了动滑轮后仍然向上施力拉物体。 ④拉力方向对拉力大小的影响：如下图丁所示，竖直向上施力时，拉力的力臂长度等于滑轮直径，斜向上施力时，拉力的力臂长度小于滑轮直径，故竖直向上施力最省力，斜向上施力，拉力会变大。 甲 乙 丙 丁 探究三：使用滑轮的几种常见情况的等量关系（均忽略绳重和绳与滑轮间的摩擦） 1.竖直使用定滑轮 ，， 2.水平使用定滑轮 ，， 3.竖直使用动滑轮 ，， ，， 4.水平使用动滑轮 ，， ，， 探究四：滑轮组的工作特点 使用定滑轮不省力，但能改变力的方向;使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向，且需要移动更长的距离。在许多情况下，仅使用定滑轮或动滑轮不能满足我们的需求，因此，经常将动滑轮与定滑轮组合起来使用。定滑轮和动滑轮组合在一起组成的装置叫做滑轮组。 大量实验表明:用滑轮组提起重物时，若忽略滑轮重、绳重和摩擦，则动滑轮上有几段绳子承担物体的重力，提图中起物体所用的力就是物体重力大小的几分之一。 在现代化生产中，人们使用的往往是复杂的机械，但复杂机械中的许多部件就是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的。 1.定义：由动滑轮和定滑轮组合成的装置 2.特点：既省力，又能改变力的方向，但是费距离。 （1）省力：在忽略动滑轮重及绳与滑轮间的摩擦时，有（n为承担物重及滑轮重的绳子段数，下同）；仅忽略绳与滑轮间的摩擦但不忽略动滑轮重时，有。 小技巧：n的判断方法 如左图中画圈的5段绳子承担了物体和动滑轮的重力（示意图见右图），则 3.常见的滑轮组的n值情况 n=2 n=3 n=3 n=4 n=4 n=5 F=G F=G F=G F=G F=G F=G S=2h S=3h S=3h S=4h S=4h S=5h （2）费距离：绳子自由端移动的速度等于物体移动速度的n倍，绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的n倍，即。 4.绕线方法： （1）已知滑轮和承担物重的绳子段数n，画绕线：若n是奇数，则绳子的固定端拴在动滑轮上；若n是偶数，则绳子的固定端拴在定滑轮上（“奇动偶定”）。连线时由内向外依次缠绕滑轮。 （2）已知滑轮组，画最小拉力：使绳子承担物重的段数为最大即可。若滑轮组中动滑轮和定滑轮数目不等，那么答案很明显；若滑轮组中动滑轮和定滑轮的数目相等，那么n是奇数。 例如请在图中画出滑轮组的绕绳，要求滑轮组自由端的绳拉力方向向上。 【答案】 【解析】拉力方向向上，从绳子自由端向下开始绕起，绕过下面的动滑轮、上面的定滑轮，最后固定在下面动滑轮的上挂钩上。如上图所示 又例如如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。 【答案】 【解析】由于图中只有一个动滑轮，承担物重的绳子段数最多为3段，此时最省力，其绕法如上图所示 【经典例题】 例1.如图所示，升旗时关于旗杆顶端的滑轮，下列说法正确的是（　　） A．该滑轮是动滑轮 B．可以省力 C．可以改变力的方向 D．可以省距离 【答案】C 【解析】升旗时旗杆顶端的滑轮是定滑轮，定滑轮本质上是等臂杠杆，不省力不省距离，可以改变力的方向。故C正确，ABD错误。 例2.如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　） A．F甲＝200N，并向上移动4m B．F甲＝100N，并向上移动2m C．F乙＝200N，并向上移动1m D．F乙＝400N，并向上移动1m 【答案】D 【解析】：AB、图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以F甲G物200N＝100N，拉力端移动的距离为s＝2h＝2×2m＝4m，故AB错误；CD、图乙是动滑轮，由图可知，G物F乙＝200N，所以F乙＝400N，拉力端移动的距离为s'2m＝1m，故C错误，D正确。 例3.如图所示，分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物，若不计滑轮重及摩擦，则（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】物体重为G，由图可知，第一个是动滑轮，按此方式使用可以省一半的力，即；剩余的三个滑轮是定滑轮，使用定滑轮不能省力，即F2=F3=F4=G所以拉力的关系F1<F2=F3=F4 故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 例4.如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为70N的物体，不计绳重和摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（ ） A．30N B．35N C．40N D．45N 【答案】D 【解析】动滑轮之所以能省一半的力，是因为其相当于杠杆的变形，轮的直径相当于动力臂，轮的半径相当于阻力臂，这样动力臂是阻力臂的二倍，自然就能省一半的力。而这一关系成立的前提条件是：必须竖直向上拉绳子。不计绳重和摩擦，重物和动滑轮的总重由2段绳子承担，当沿竖直方向拉动时，拉力图中斜向上拉绳子时，动力臂和阻力臂都会减小，但动力臂会小于阻力臂的二倍，而阻力不变，由杠杆平衡条件可知，动力就会增大，因此所用拉力变大，则拉力F的范围是F＞40N故选D。 例5.如图，在竖直向上的力F的作用下，重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为0.4m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为（ ） A．20N 0.2m/s B．20N 0.8m/s C．5N 0.2m/s D．5N 0.8m/s 【答案】A 【解析】由图可知，该滑轮是动滑轮，当重物A上升速度为0.4m/s时，滑轮上升速度应该是物体速度的一半，即v=0.2m/s；此时拉力应该是物重的2倍，因此拉力为F=2G=2×10N=20N 故选A。 例6. 如图所示，用滑轮组提起物重相等的物体，若忽略滑轮组的重和摩擦时，所用的拉力最大的是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．拉力；B．拉力；C．拉力；D．根据滑轮定义此图中两个滑轮均为定滑轮，所以并不省力，拉力F4=G。综上，拉力最大的是D。故选D。 例7. 如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止．则每个动滑轮的重力为（ ） A．3N B．6N C．11N D．22N 【答案】B 【解析】由图知，承担物重的绳子股数分别为：n1＝3，n2＝2，滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为G轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：， 由题知F1＝F2，所以，即：，解答动滑轮的重力：。故选B。 ( 例32 )例8. 如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为200 N的物体，拉力F的大小为30 N．若不计绳子与滑轮组之间的摩擦，则物体和地面之间的摩擦力大小为（ ） A．30 N B．45 N C．60 N D．300 N 【答案】C 【解析】由图知道，由2段绳子与动滑轮相连承担作用力，即n＝2，又因为物体在水平地面上做匀速运动，所以，，所以地面对物体的摩擦力是：f＝2F＝2×30N＝60N，故C正确。 例9. 如图所示，滑轮A上挂一重10 N的物体B，C为固定点（地面），当滑轮A在力F的作用下向上匀速上升时，滑轮A的速度为重物B上升时速度的________，力F应为_______N（滑轮A和绳重及摩擦均不计）． 【答案】 1/2 20 【解析】在相等的时间t内，B上升的速度v B=h/t，A上升的速度v A=h/2t，显然v A= 1/2v B，又因为滑轮A和绳重及摩擦均不计，故F＝2G B＝20 N． 例10.如图所示,重50 N的木箱通过一滑轮组拉动,若不计滑轮重,当拉力 F= 5 N时,木箱能在地面上匀速滑动,则木箱与地面间的摩擦力 f=______ N,拉力 F向右拉动,木箱向______滑动(填“左”或“右”). 【答案】 10 左 【解析】木箱在地面上匀速滑动时，整个滑轮组处于平衡状态,由于木箱匀速滑动，所以，木箱受力平衡，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向拉力和摩擦力平衡，因此摩擦力f=2F=10 N，因为F向右运动,绳的自由端被拉长，滑轮间距离减小，所以，木箱将向左滑动． 例11.如图，站在地面上的人用滑轮组提升重物，画出提起重物最省力的绕线。 【答案】 【解析】因为是人站在地面上用滑轮组提升重物，所以由2段绳子承担物重，是最省力的绕绳方法，故如上图所示 例12. 如图所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物．已知作用在绳子自由端的拉力F 甲=F 乙=F 丙=50 N．则： （1）不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是G 甲=____N，G 乙=____N，G 丙=____N． （2）动滑轮重3 N，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是G 甲=__N，G 乙=____N，G 丙=____N． （3）当物体被提升2 m时，绳子自由端移动的距离分别是s 甲=____m，s 乙=___m，s 丙=___m． （4）如果物体被提升的速度都是0.2 m/s时，绳子自由端移动的速度分别是：v 甲=___m/s，v 乙=___m/s，v 丙=____m/s． 【答案】（1） 50 100 150 （2）50 97 147 （3）2 4 6 （4）0.2、0.4、0.6 【解析】（1）甲图为一个定滑轮，则G甲=F甲=50N；乙图为一个动滑轮，则G乙=2F=100N；丙图为一定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，n=3，则G丙=3F=150N； （2）由F=1/n（G物+G动）得，G物=nF-G动，甲图无动滑轮不受影响，G甲=50N；乙图为动滑轮，两段绳子承担物重，则G乙=2 F-G动 =2×50N-3N=97N；丙图由3段绳子承担物重，G丙=3F-G动=3×50N-3N=147N； （3）甲图为定滑轮，所以s甲=h=2m；乙图为动滑轮，所以s乙=2h=2×2m=4m，丙图由3段绳子，所以s丙 =3h=3×2m=6m；（4）根据v=s/t知道，速度等于单位时间内通过的路程，所以v甲=0.2m/s；v乙=2×0.2m/s=0.4m/s；v丙 =3×0.2m/s=0.6m/s． 五．课堂检测 （一）．选择题 1.用同一定滑轮分别沿图示方向将同一重物匀速提起，不计绳重与摩擦，三个力（　　） A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大 【答案】D 【解析】使用定滑轮不省力，但是可以改变用力方向，不计摩擦力和绳重，施加的拉力等于物重，所以F1＝F2＝F3，故ABC错误，D正确。 2.一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是（　　） A．动滑轮，能省力 B．动滑轮，能改变力的方向 C．定滑轮，能省力 D．定滑轮，能改变力的方向 【答案】A 【解析】：由图可知：司机使用动滑轮，使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。 故选：A。 3.如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1牛顿，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为（　　） A．1牛顿 B．0.5牛顿 C．2牛顿 D．1.5牛顿 【答案】B 【解析】：使用动滑轮时，承担物重的绳子有2股，已知不计动滑轮重、绳重及摩擦， 所以提起物体的力，即弹簧测力计的示数为F1N＝0.5N。故选：B。 4.如图所示，分别用力F1、F2和F3，使用三个滑轮匀速提起同样的重物，不计绳重、滑轮重和摩擦，则F1、F2和F3的大小关系是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】使用三个滑轮匀速提起同样的重物，不计绳重、滑轮重和摩擦，左边的滑轮是动滑轮，能够省一半的力，则中间的滑轮是动滑轮，F2作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则右边的滑轮是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故 所以故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 5.如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为100N，定滑轮总重力为100N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时，人需用力（ ） A．220N B．240N C．275N D．300N 【答案】A 【解析】将人、吊篮和动滑轮看成一个整体，对其受力分析：受到人、吊篮和动滑轮的总重力，还受到5股绳子的拉力。人、吊篮和动滑轮的总重力为 一股绳子的拉力即人对绳子的拉力为 故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 6. 如图所示，甲物重5N，乙物重3N，甲、乙均保持静止状态，不计弹簧测力计自重．则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分别是（ ） A. 0，3N B. 0，5N C. 2N，5N D. 2N，3N 【答案】A 【解析】一根绳子上各处的拉力应相等，甲、乙均静止,即受力平衡，处于平衡状态的物体受到的合力为零；弹簧秤受到乙对它一个向左的拉力，这个拉力就等于乙的重力，弹簧秤的示数就等于这个拉力，即等于乙的重力3N，故选A． 7. 如图所示,由弹簧测力计 A、B和滑轮组组成的装置中,拉绳子的力 F=10 N.若不计滑轮组重和摩擦,则弹簧测力计 A、B的示数 FA和 FB分别为( ) A. FA=30 N, FB=20 N B. FA=20 N, FB=30 N C. FA= FB=20 N D. FA= FB=30 N 【答案】A 【解析】弹簧测力计的示数表示的是滑轮对弹簧测力计的拉力，滑轮平衡时，滑轮受到绳子的拉力和它受到弹簧测力计的拉力相等.我们若采用“隔离法”将两滑轮分开容易看出，有三段绳子拉左边的滑轮，用来平衡弹簧测力计A的拉力，因此FA=3F=3×10 N=30 N;有两段绳子拉着右边滑轮，用来平衡弹簧测力计B的拉力，所以FB=2F=2×10 N=20 N，故正确的选项是A. 8. 小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（　　） A. 小李把小胖拉起 B. 小胖把小李拉起 C. 两个都拉不起 D. 两个都拉起 【答案】B 【解析】小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样，但向下拉动定滑轮上的绳子的拉力与他们的胳膊的举力无关，对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小，由于装置是定滑轮，只改变力的方向，不能省力，所以绳子上的作用力最大只能等于重力较小的小李的重力，则绳子上的作用力小于小胖的重力，即小胖把小李拉起。故选B。 9. 如图所示，在不计摩擦的情况下，要将物体匀速向上提起，则F1和F2相比较 A.F1比较小 B. 大小相同 C. F2比较小 D. 无法确定 【答案】C 【解析】由题图知道，当竖直向上用力时，F2的力臂为OB，当按F1方向斜向上用力时，力臂为OA，根据杠杆的平衡条件，当阻力、阻力臂一定时，动力臂越短，动力越大，故F1>F2，故选C． 10. 如图所示，三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是（　　） A. F1＞F2＞F3 B. F1＜F2＜F3 C. F2＞F1＞F3 D. F2＜F1＜F3 【答案】D 【解析】三幅图物体重力与接触面粗糙程度相同，则与地面摩擦力相同，第一幅图为定滑轮，只改变力的方向，则拉力为F1=f第二三幅图动滑轮，根据绳子段数关系可知，拉力分别为综合可得故选D。 10. 如图所示的滑轮组,动滑轮的总重为20 N,物体 A受到的重力为100 N,在力 F的作用下,物体 A以2 m/s的速度上升2 s,若忽略摩擦,则关于滑轮组绳端作用力 F的大小以及绳端上升的距离,下列说法中正确的是 ( ) A. 30 N,16 m B. 25 N,16 m C. 40 N,12 m D. 40 N,16 m 【答案】A 【解析】由图知道，承担动滑轮重和物重的绳子有4段，所以绳端作用力 F= G 总= ×120 N=30 N，而绳端上升的距离为 s′=4 s=4× 4 m=16 m，故应选A． 11. 如图所示，滑轮组提升重600 N的物体，滑轮重和摩擦不计，它所用的拉力为( ) A. 200 N B. 150 N C. 100 N D. 75 N 【答案】D 【解析】因为滑轮重和摩擦不计，对最下面的动滑轮有拉力F1 =G/2=600N/2=300N，对于中间的动滑轮有拉力F2=F1/2=300N/2=150N，对于最上面的动滑轮来说，拉力F=F2/2=150N/2=75N，故选D． 点睛：本题考查的是对滑轮组省力情况计算的理解和掌握，解题的关键是采用分离法来逐个分析． 12. 在图中，甲、乙两个滑轮组都是由相同的滑轮组合而成。如图丙：大轮重10N，小轮重5N，连杆重1N．先后用甲、乙两种方式提起同样重的物体（G=500N ），如果忽略摩擦力和绳的重力，则下列说法正确的是（ ） A.F1=129N ，F2=133N B. F1=129N ，F2=129N C. F1=133N， F2=133N D. F1=133N ，F2=129N 【答案】B 【解析】甲图中承担物重绳子有4段，一个大轮重10N，小轮重5N，连杆重1N，共重 G=500N+10N+5N+N=516N则乙图中也是4段绳子承担物重，一个大轮重10N，小轮重5N，连杆重1N，总重还是516N，所以故B正确，ACD错误。故选B。 （二）．填空题 13.如图所示，分别利用甲，乙两滑轮匀速提起两个重物，图中使用甲滑轮的好处是 ___________。其中乙滑轮的自由端F2上升4m，则物体升高 ___________m；不计滑轮和绳子的重力及摩擦，若拉力F1=F2，则G1___________G2（选填“小于”、“等于”或“大于”）。 【答案】 可以改变作用力方向 2 小于 【解析】如图所示甲为定滑轮，乙为动滑轮。图中使用甲滑轮的好处是，可以改变作用力方向。动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半力多费1倍距离，乙滑轮的自由端F2上升4m，则物体升高2m。定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，故F1=G1动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，故 则G2=2F2故G1<G2. 14. 如图所示，小明利用滑轮组提升重为300 N的重物，该滑轮组绳子的段数n＝_______．若不计滑轮重和摩擦，则拉力F＝_______N时，可以使重物匀速上升；若不计摩擦，动滑轮的重力为30 N，则拉力F＝_______N时，可以使重物匀速上升；若物体被提升的高度为9m，则绳子自由端上升的距离为_______m． 【答案】 3 100 110 27 【解析】由图可知滑轮组绳子的有效股数n=3，若不计滑轮重和摩擦，则拉力；若不计摩擦，则拉力； 绳子自由端上升的距离 15. 用如图所示的滑轮组匀速向左拉动重为100N的物体A，所用拉力F为10N（不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦），则物体A受到地面对它的摩擦力大小是_______N，方向向_______（左／右）。 【答案】 30 右 【解析】由图中的滑轮组可看出，物体受到的摩擦力由3段绳子承担；在不计滑轮与绳重、及滑轮与绳之间的摩擦的条件下，摩擦力f与拉力F的关系是 物体A匀速向左运动，所受阻力—摩擦力的方向为向右。 16.如图所示，不计滑轮与轴之间的摩擦．当拉力F的大小为15N时，物体沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到的摩擦力为___________N;将拉力F增大为20N，物体受到的摩擦力_________（选填增大、减小或保持不变）． 【答案】 30 保持不变 【解析】（1）物体做匀速直线运动，处于平衡状态，受滑轮向左的拉力和水平面向右的摩擦力，两个力大小相等，f=F 拉=2F=2×15N=30N．（2）当拉力增大为20N时，由于接触面粗糙程度和物体对水平面的压力大小不变，因此物体受到的滑动摩擦力保持不变． 17. 如图所示，如果绳重和摩擦不计，动滑轮重不计，物重G=300N，则图甲中的拉力F甲=___N，图乙中的拉力F乙=___N，如果不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为30N，物重G=300N，则F’甲=___N，拉力F’乙=___N． 【答案】 150 100 165 110 【解析】由图知，n甲＝2，ｎ乙＝3，如果摩擦、动滑轮重不计，F甲＝G＝300N＝150N, F乙＝G＝300N＝100N,．如果摩擦不计,动滑轮重是30N,F甲＝（GG动）＝(300N30N)＝165N, F乙＝（GG动）＝(300N30N)＝110N. 18. 定滑轮使用过程中表现出的特点是_________，如学校旗杆上均固定有一只定滑轮；动滑轮使用过程中表现出的特点是能够省力，如_______________． 【答案】 能改变力的方向 起重机吊臂前端的动滑轮 【解析】定滑轮使用过程中表现出的特点是：不省力，但可以改变力的方向；动滑轮的动力臂等于滑轮的直径，阻力臂等于滑轮的半径，所以动滑轮实际上是省力杠杆，因此使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，如起重机吊臂前端的动滑轮． 19. 动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂___________的杠杆，使用动滑轮时能省________力，但费________． 【答案】 2 倍 一半力 距离 【解析】动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮可以省一半力，但费距离． 20. 如图所示，是用来锻炼腿部和手臂的肌肉力量健身器材的示意图，重物质量为30 kg；(g取10 N/kg) (1)锻炼手臂的肌肉力量时，绳A端固定不动，手在B处用力拉绳，使重物匀速上升，此时滑轮O是______(选填“定”或“动”)滑轮，拉力是______N； (2)锻炼腿部肌肉力量时，绳B端固定不动，腿中A处用力拉绳，使重物匀速上升，此时滑轮O是______(选填“定”或“动”)滑轮，拉力是______N。(不考虑轮重和摩擦) 【答案】 动 600 定 300 【解析】（1）如图所示，锻炼手臂的肌肉力量时，绳A端固定不动，手在B处用力拉绳，使重物上升，此时滑轮O随重物一起向上运动，滑轮O是动滑轮。由题可知，重物重力为由图示可知，动滑轮随重物匀速上升的过程中，动滑轮两边的绳子承受的力的大小相等都是300N，不考虑轮重和摩擦，则手的拉力至少是重物重力的2倍为600N。（2）如图所示，锻炼腿部肌肉力量时，绳B端固定不动，腿在A处用力拉绳，使重物上升，此时滑轮O固定不动，滑轮O是定滑轮。由题可知，重物重力为300N，滑轮O是定滑轮，由于定滑轮不省力，不考虑轮重和摩擦，则腿的拉力至少是300N。 （三）．解答题 21.作图题 （1）如图所示，某人站在A处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体B，请画出最省力的绳子绕线。 （2）若用一个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组提升重物，请你用画线代替绳子，画出最省力的绕线方法。 【答案】 【解析】（1）由题意知，此滑轮组要最省力且人要站在A处拉绳子，所以拉力方向向上，绳端应从动滑轮绕起，然后顺次绕过定滑轮、动滑轮，如上图所示（2）连接动滑轮绳子的段数越多就越省力，图中一个定滑轮和两个动滑轮，要组成最省力的滑轮组，连接时可从定滑轮开始，由内向外依次绕线，如上图所示 22. 如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的石块拉至井口的装置图．已知井深 12 m，石块重G石=6×103 N，汽车重G车=3×104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F拉=2.2×103 N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，忽略绳重及绳子与滑轮之间的摩擦力．（g取10 N/kg）求（1）动滑轮的重力； （2）将石块从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？ 【答案】（1）600 N；（2）7.92×104 J 【解析】（1）由图可知，承担货物重的绳子股数n=3，因为忽略绳重及绳子与滑轮之间的摩擦力，所以由F拉=（G石+G动）/n得动滑轮的重力G动 =nF拉-G石=3×2.2×103 N-6×103 N=600N （2）绳子自由端移动的距离s=3h=3×12m=36m汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功 W=F拉 s=2.2×103 N×36m=7.92×104J 答：（1）动滑轮的重力600 N；（2）将石块从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J功。 23. 如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），求： （1）动滑轮重； （2）绳自由端的移动速度为多大？ （3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？ 【答案】（1）120N；（2）0.3m/s；（3）250N 【解析】（1）由图可知，承担重物的绳子股数n=3，所以绳端的拉力为 变形可得，动滑轮的重力为G动=3F-G=3×200N-480N=120N （2）物体移动的速度为自由端移动的速度为； （3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力 答：（1）动滑轮重为120N； （2）绳自由端的移动速度为； （3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少为250N。 24．如下图甲所示，是探究“动滑轮工作时的特点”的实验装置． (1)实验时，应__________拉动使钩码__________上升． (2)小军记录数据如表，分析数据可得：____________________. 实验次数 1 2 3 钩码重/N 2 4 6 测力计示数/N 1.1 2.1 3.1 (3)小军继续实验，并作出“拉力与钩码重的比值随钩码重的变化”图象，如图乙所示．分析图象可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值就越接近_____ (选填数值)．由此他推理得出：在不计动滑轮重时，使用动滑轮可以省__________的力． 【答案】(1)竖直；匀速(2)使用动滑轮可以省力.(3)在不计动滑轮重时，使用动滑轮可以省一半的力． 【解析】：(1)匀速拉动是为了使钩码受到的力是平衡力．(2)表中测力计的示数均小于钩码重，故可知使用动滑轮可以省力．(3)分析图乙所示图线可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值就越接近0.5.由此推理得出：在不计动滑轮重时，使用动滑轮可以省一半的力． 25. 小梦同学用如图所示的装置“研究定滑轮和动滑轮的特点”。 次数 钩码升高的高度h/m 拉力F/N 拉力方向 1 1 0.2 1 0.2 向上 2 2 0.2 2.1 0.2 向下 3 1 0.2 0.6 0.4 向上 4 2 0.2 1.1 0.4 向下 （1）实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和_______； （2）实验中应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计，使钩码上升； （3）请将小梦设计的记录表格中未填写的测量项目补充完整_______； （4）比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是_______； （5）依据杠杆平衡条件分析，使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半，但分析第3、4两次实验数据却不符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是_______。 【答案】 （1）刻度尺 （2） 匀速 （3） 钩码的重力G/N；弹簧测力计移动的距离s/m （4） 可以改变力的方向 （5） 动滑轮有重力 【解析】（1）实验中要具体测量物体提升的高度与绳端移动的距离，因此还需增加刻度尺。 （2）当匀速拉动弹簧测力计时，其示数才与绳子拉测力计的力大小相等，因此，需匀速拉动。（3）记录表格中应补充测量项目分别为：钩码的重力G/N和弹簧测力计移动的距离s/m。 （4）分析可知，1和2两次实验是使用的是定滑轮，由表格数据可以看出使用的是定滑轮不省力，但可以改变力的方向，因此比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是可以改变力的方向。（5）依据杠杆平衡条件分析，使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半，但分析第3、4两次实验数据却不符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是动滑轮有重力，在提升重物的同时提升了动滑轮。 26.阅读短文，回答问题。 2025校园科创赛——滑轮装置的传统与现代应用 2025年全国中学生校园科创大赛中，“简易省力提物装置”成为热门参赛项目，沪科版物理教材中滑轮及其应用的知识成为参赛核心考点。张孝祥在《湖湘以竹车激水粳稻如云书此能仁院壁》中写“联绵十车辐，伊轧百舟橹”，描绘了宋代竹制筒车借助机械结构提水灌溉的场景，筒车的省力智慧与现代滑轮装置异曲同工。参赛学生结合校园生活需求，设计了“教室图书搬运滑轮装置”，针对图书柜高层取书、搬书费力的问题，采用2个定滑轮和1个动滑轮组装滑轮组，固定在教室书架旁。该装置在实际使用中，考虑到校园场景的安全性，选用承重≥200N的防滑尼龙绳，避免绳子脱槽。学生测试时发现，提升15N的图书，实际拉力为6N，原因是动滑轮自重和绳与滑轮凹槽的摩擦不可忽略。此次科创赛中，学生们不仅将滑轮知识应用于校园生活，还从古代筒车、龙骨水车等传统机械中汲取灵感，设计出更贴合实际需求的装置，让简单机械成为连接传统文化与现代校园生活的桥梁，也深化了对滑轮组省力原理、机械效率的理解。 （1）学生设计的装置中，定滑轮的主要作用是______，动滑轮的主要作用是______。 （2）该装置由2个定滑轮和1个动滑轮组成，其滑轮组的优点是（ ） A. 只省力不改变力的方向 B. 只改变力的方向不省力 C. 既省力又改变力的方向 D. 既不省力也不改变力的方向 （3）若忽略动滑轮自重、绳重和摩擦，提升15N的图书，绳子自由端的拉力可能为（ ） A. 15N B. 7.5N C. 5N D. 3N （4）实际拉力为6N，大于理想拉力，其主要原因不包括（ ） A. 动滑轮有自重 B. 绳与滑轮凹槽间有摩擦 C. 图书提升高度过高 D. 绳子有一定自重 （5）为避免绳子脱槽，以下做法合理的是（ ） A. 选用带凹槽的标准滑轮 B. 增加动滑轮的数量 C. 减小提升的物重 D. 快速拉动绳子 【答案】（1）改变力的方向；省力 （2）C （3）B （4）C （5）A 【解析】（1）定滑轮不省力但能改变力的方向，方便校园场景中操作；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，能省力。（2）定滑轮和动滑轮组合成的滑轮组，兼具两者优点，既省力又能改变力的方向，适合教室书架旁的取书、搬书操作。（3）2个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组，常见承担物重的绳子段数n=2，理想情况下F=G/n=15N÷2=7.5N。（4）实际拉力大于理想拉力的原因包括动滑轮自重、绳与滑轮的摩擦、绳子自重等，这些因素会产生额外功；物体提升的高度不影响拉力大小，仅影响总功的计算。（5）选用带凹槽的标准滑轮，能让绳子嵌入凹槽，有效避免脱槽；增加动滑轮数量、减小物重、快速拉绳子均不能解决绳子脱槽问题，快速拉绳子还可能导致绳子晃动加剧脱槽风险。 六．课后作业 （一）完成知识清单 1.滑轮是______的变形，根据轴的位置是否移动，可分为______和______两类。 2.定滑轮的轴固定不动，其实质是______杠杆，使用定滑轮时______省力，但可以______。 3.动滑轮的轴随物体一起移动，其实质是______的杠杆，使用动滑轮时能______，但______改变力的方向，且费______。 4.把定滑轮和动滑轮组合起来使用，就构成了______，它的优点是既能______，又能______。 5.滑轮组中，承担物重的绳子段数用字母______表示，理想情况下（忽略动滑轮自重、绳重和摩擦），拉力F与物重G的关系为______。 6.若滑轮组中动滑轮的自重为G动，在考虑动滑轮自重（忽略绳重和摩擦）时，拉力F的计算公式为______。 7.滑轮组中，绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系为______，绳子自由端移动的速度v与物体上升速度v物的关系为______。 8.组装滑轮组时，遵循“______”的原则：当承担物重的绳子段数n为奇数时，绕线应从______开始；当n为偶数时，绕线应从______开始。 9.实际使用滑轮组时，由于存在______和______等额外功，拉力会大于理想值，机械效率______1（选填“大于”“小于”或“等于”）。 10.生活中，滑轮组的应用十分广泛，例如______、______等（列举两例）；而定滑轮常应用在______等场景中（列举一例）。 【答案】1.杠杆；定滑轮；动滑轮 2.等臂；不能；改变力的方向 3.动力臂为阻力臂二倍；省力；不能；距离 4.滑轮组；省力；改变力的方向 5.n；F = G/n 6.F = (G + G动)/n 7.s = nh；v = nv物 8.奇动偶定；动滑轮；定滑轮 9.摩擦；动滑轮自重；小于10.起重机；塔吊（或“家庭升降晾衣架”“货物提升机”等合理答案）；旗杆顶端的滑轮（或“窗帘轨道上的滑轮”等合理答案） （二）强化训练 一．选择题 1.中华民族五千年传统文化源远流长！我国古代聪慧的劳动人民就能巧妙地应用简单机械。如图所示，安装在护城河旁城墙顶端的滑轮（　　） A．既不省力，也不能改变施力方向 B．虽不省力，但能改变施力方向 C．既省力，又能改变施力方向 D．虽省力，但不能改变施力方向 【答案】B 【解析】：安装在护城河旁城墙顶端的滑轮使用时，轴的位置固定不动，是一个定滑轮，它可以改变力的方向，但不能省力，同时也不能省距离。故ACD错误，B正确。 2.用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（　　） A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功 【答案】C 【解析】：A．物体在重力方向没有移动距离，重力做功数值为0，故A错误；B．由2段绳子与动滑轮相连，物体移动的距离为s，拉力移动距离则s拉＝2s，拉力做功数值为W＝Fs拉＝2Fs，故B错误；C．摩擦力做功数值为fs，故C正确；D．任何机械都不省功，使用此滑轮可省力，但不省功，故D错误。 3. 如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，其中最小的力为（ ） A．F1 B．F2 C．F3 D．一样大 【答案】B 【解析】不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，同一物体在同一水平面运动，压力一定，接触面的粗糙程度一定，则物体所受摩檫力一定，若物块与水平平面的摩擦力为f，图（a）中滑轮为定滑轮，不省力，则有图（b）中滑轮为动滑轮，直接作用在动滑轮上的承担拉力的绳子有两条，每条绳子承担的力是摩擦力大小的一半，故省一半的力，则图（c）中滑轮为动滑轮，但F3作用在动滑轮上，向左两段绳子上每一条的力大小都为f，则有故是费力的，综上所述 故选B。 4.如图所示的滑轮组匀速提升20N的重物，绳子自由端的拉力是15N，不计绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（ ） A．若物体升高0.5m，则绳子自由端移动1.5m B．若绳子自由端的速度为0.2m/s，物体移动的速度为0.4m/s C．动滑轮重5N D．若使用该滑轮组匀速提升10N的重物，绳子自由端的拉力F为10N 【答案】D 【解析】A．吊起动滑轮的绳子段数为n=2，则绳子自由端移动的距离为故A错误；B．绳子自由端移动的速度与物体移动速度的关系为若自由端拉绳子的速度为0.2m/s，则物体上升速度为故B错误； C．物体和动滑轮的总重力为动滑轮的重力为 故C错误； D．因为考虑动滑轮的重，而不考虑绳重和摩擦力，自由端拉力故D正确。故选D。 5. 同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不记滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（　　） A. F甲＜F乙＜F丙 B. F甲＞F乙＞F丙 C. F甲＞F乙＝F丙 D. F甲＝F乙＞F丙 【答案】B 【解析】甲图中使用定油轮，乙图中使用动油轮，丙图中使用滑轮组，所以。故选B。 6. 要想用50 N的力刚好提起80 N的物体，不计机械本身的重力和摩擦，可用下列简单机械中的( ) A. 杠杆 B. 定滑轮 C. 动滑轮 D. 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 【答案】A 【解析】定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故B不符合题意；动滑轮可以省力，但一般省一半力，故C不符合题意；滑轮组一般可以省一半、三分之二、四分之三、五分之四的力，不满足条件，故D不符合题意；因为动力只有50N，而物体重力却达到了80N，所以必须使用省力杠杆，故选A． 7. 重物 G=80 N,用如图所示滑轮组拉动时,在拉力 F为20 N时,恰巧做匀速直线运动,则物体所受摩擦力大小是( ) A. 20 N B. 90 N C. 40 N D. 45 N 【答案】C 【解析】F为20 N，则动滑轮轴上的力为40 N，因物体做匀速直线运动受平衡力作用，摩擦力等于动滑轮轴上的拉力大小，故选C． 8. 在我校物理科技节上，玲玲老师给大家演示了神奇的“二力平衡”。如图所示，当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时，玲玲老师用两弹簧测力计拉动圆柱体两侧的“同一根”细线，使“整根”细线向右做匀速运动，神奇的是：左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N。“同一根”细线右端受拉力小，为何细线还能向右匀速运动呢？原来中空的细圆柱体内部另有“机械”，你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是下列图中（不计绳重及摩擦）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由“左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N”可知，，由此可确定内部的滑轮的绕线是三段绳子，A选项是两个定滑轮，不省力。B是三段绳子承担，符合要求。C选项应该是B的颠倒与题意更不符合，D是四段绳子承担。 故选B。 9. 用如图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是（　　） A. ​  B.  C. ​  D. ​ 【答案】D 【解析】A．定滑轮实质是等臂杠杆，只改变力的方向，不改变力的大小，故F=G；B．动力力臂小于阻力力臂，所以是费力杠杆，则F＞G；C．吊动滑轮的为2股绳子，拉力为物重的二分之一，即；D．吊动滑轮的为3股绳子，拉力为物重的三分之一，即，所以最省力。故选D。 10.下列关于使用滑轮组的优点的论述，较全面的是（　　） A. 一定是省力的，又能改变力的方向 B. 一定是省力的，但不能改变力的方向 C. 有时既省力，又能改变力的方向，有时可以省力，但不改变力的方向 D. 肯定可以改变力的方向，省力与否要具体分析 【答案】C 【解析】A．滑轮组是将定滑轮与动滑轮结合在一起，既能省力，又能改变力的方向；定滑轮的特点：不省力，但可以改变力的方向；动滑轮的特点：能省一半的力，但不能改变力的方向；滑轮组若有三段绳子（如右图），力的方向向上，可以省力但不能改变力的方向，故A不符合题意；B．滑轮组若有两段绳子（如左图），力的方向向下，既可以省力，同时能改变力的方向，故B不符合题意；C．左图滑轮组能省力、能改变力的方向；右图滑轮组能省力，不能改变力的方向，故C符合题意；D．图中两个滑轮组一定省力，左图能改变力的方向，但右图不能改变力的方向，故D不符合题意，故选C。 11. 要用300N的拉力提起重800N的物体，应该选择如图所示的简单机械是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】根据省力公式，与动滑轮相连的绳子段数 故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 12. 如图所示的滑轮组，每个滑轮重为20N，绳重及摩擦不计，用它匀速提升重为100N的物体，所用的拉力F是（ ） A. 50N B. 60N C. 70N D. 120N 【答案】B 【解析】由图示可知，滑轮组由2段绳子承担物重，所以每段绳子应承担总物重120N的二分之一是60N，所以拉力F的大小为60N。故应选B。 二．填空题 13. 如图所示的装置中，物重均为300N，并处于静止状态，不计动滑轮重及轮与轴的摩擦，则拉力F1=_______N，拉力F2=_______N，拉力F3=_______N。 【答案】 150 100 75 【解析】不计动滑轮重及轮与轴的摩擦，由左图可知由两股绳子承担物重，则 ，不计动滑轮重及轮与轴的摩擦，中图，由三股绳子承担物重，则，不计动滑轮重及轮与轴的摩擦，右图，由四股绳子承担物重，则。 14. 用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计绳重和摩擦，则拉力大小为_______N，绳端移动的速度为_______． 【答案】 165 0.6m/s 【解析】由图可知，连接动滑轮的绳子股数n＝2，不计绳重和摩擦，则拉力的大小：F＝ (G+G动)＝×(300N+30N)＝165N.绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×3m＝6m，绳端移动的速度为v＝＝0.6m/s. 15. 如图所示为居民小区内的健身器材，它是由_____个定滑轮组成的；定滑轮在使用时可以改变_____的方向；动滑轮在使用时_____省功（选填“能”或“不能”）． 【答案】 三 力 不能 【解析】图中在使用过程中不随货物一起升降的滑轮为定滑轮，图中有三个定滑轮，定滑轮在使用时可以改变力的方向；用任何机械都不省功，故动滑轮在使用时不能省功。 16. 如图所示，物体所受重力是80牛，不计摩擦及滑轮的重，当用力匀速提升物体时，力F为_______牛，它相当于一个_______（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆．若物体在10秒内被提高2米，则拉力F做的功为_______焦，拉力F的功率为_______瓦 【答案】 80 等臂 160 16 【解析】使用定滑轮不省力，因为定滑轮的本质是等臂杠杆，因此提升物体的重力为80N时，所用的拉力也为80N；物体在10秒内被提高2米,拉力对重物做的功为W＝Gh＝80N×2m＝160J, 拉力F的功率为P＝＝16W. 17. 如图所示，物体A的质量为5kg．在水平方向拉力F的作用下，物体恰好以0.1米/秒的速度匀速前进．已知拉力F的大小为20牛，物体A受到的摩擦力为_______牛，拉力F的速度为_______米/秒，1分钟内拉过的绳子的长度为_______米．（假设绳子足够长，滑轮重不计、绳子和滑轮间的摩擦不计） 【答案】 40 0.2 12 【解析】滑轮为动滑轮，绕绳子的段数是2段；物体A匀速前进，不计绳和滑轮重，F＝f，f＝2F＝220N＝40N；1分钟物体A运动的距离s＝vt＝0.1m/s60s＝6m， 1分钟内拉过的绳子的长度s’＝2s＝26m＝12m; 拉力F的速度v’＝＝0.2m/s. 18. 如图所示,当弹簧测力计 A的读数是5 N时,弹簧测力计 B的读数为______ N,滑轮和重物的总重为______ N.这是一个______滑轮. 【答案】 5 10 动 【解析】物体挂在滑轮的轴上，显然轴随物可一起移动，因此是动滑轮，动滑轮的两段绳子承担滑轮及物体的总重，每段绳子承受拉力是相同的，故B的示数也是5N，则滑轮和重物总重等于A和B拉力之和为10N． 19.如果物体和动滑轮的总重是90 N，用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，所用的力可以是_________N和_________N。（不计摩擦） 【答案】45 N　 30 N   【解析】用一个定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，绳子的绕法有两种。一种是由2段绳子承担重物和动滑轮，所用的拉力是总重的1/2，即F=G 总/2= 90N/2=45 N。另一种绕法是由3段绳子承担重物和动滑轮，所用的拉力就是总重的1/3， 即F=G 总/3= 90N/3=30 N。 20.如图所示四个滑轮组，如果滑轮的重力和一切摩擦及丙组的板重不计，重物G的重力为600 N。要将重物匀速提起，四种情况下拉力F分别为F 甲=_________，F 乙=_________，F 丙=_________，F 丁=_________。 【答案】200 N　 75 N　 85.7 N 　300 N  【解析】根据同一根绳子中拉力处处相等和每个滑轮的受力平衡可知：图甲，3F=G,F= 1/3G=1/3×600 N=200 N图乙，8F=G,F= 1/8G=1/8×600 N=75 N图丙，7F=G,F= 1/7G= 1/7×600 N=85.7 N图丁，2F=G,F= 1/2G= 1/2×600 N=300 N。 三．解答题 21.作图题 （1）用图示的滑轮组匀速提起重物，当重物升高1米时，绳子的自由端被拉下4米，请用笔画出此滑轮组绳子的绕法。 【答案】 【解析】（1）重物升高1m，绳子的自由端移动4m，说明动滑轮有4段绳子承担重力，则从定滑轮开始绕线，如上图所示：（2）由图可知，由一个动滑轮和一个定滑轮匹配组成滑轮组，共有两种绕线方法。一种承担汽车阻力绳子段数为2，另一种承担汽车阻力绳子段数为3，要想最省力，应选承担汽车阻力绳子段数为3的绕法，即从动滑轮开始缠绕，如上图所示 22. 用如图所示的滑轮组提升重物，绳重和摩擦不计，当物重G＝1600N、拉力F为450N时，可使物体匀速上升。求 （1）当拉绳的速度为多大时，可使重物以0.5m/s的速度匀速上升； （2）动滑轮重为多大； （3）当被提起的物体重为G′＝2600N时，拉力F′为多大可以使物体匀速上升。 【答案】（1）2m/s；（2）200N；（3）700N 【解析】（1）由图知，n＝4，拉力端移动的速度v＝4v物＝4×0.5m/s＝2m/s （2）绳重和摩擦不计，拉力F＝(GG轮)动滑轮重力G动＝4F−G物＝4×450N−1600N＝200N （3）提升物体重为G′＝2600N，则拉力F′＝ (G′G动)＝(2600N200N)＝700N 答：（1）拉力端移动的速度是2m/s；（2）动滑轮重力是200N；（3）拉力为700N。 23. 如图所示，弹簧测力计示数是10牛，物体A的重力为50牛，在力F的作用下，物体A匀速移动了4米，所用的时间是10秒，求： （1）物体A受到的摩擦力f？ （2）拉力F的大小？ （3）拉力在10秒内做了多少焦的功？ （4）拉力的功率是多少瓦？ 【答案】（1）20N；（2）10N；（3）80J；（4）8W 【解析】（1）如图所示，使用的是动滑轮，物体A受到的摩擦力f=2F=2×10N=20N （2）物体做匀速运动，则拉力F等于弹簧测力计的读数，即F=10N。 （3）拉力移动的距离s=2×4m=8m拉力做功W=Fs=10N×8m=80J （4）拉力的功率 答：（1）物体A受到的摩擦力为20N；（2）拉力F的大小为10N；（3）拉力在10秒内做了80J的功；（4）拉力的功率是8W。 24.如图所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力F 甲=F 乙=F 丙=50 N。则： （1）不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是G 甲=____N，G 乙=____N，G 丙=____N。 （2）动滑轮重3 N，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是G 甲=__N，G 乙=____N，G 丙=____N。 （3）当物体被提升2 m时，绳子自由端移动的距离分别是s 甲=____m，s 乙=___m，s 丙=___m。 （4）如果物体被提升的速度都是0.2 m/s时，绳子自由端移动的速度分别是：v 甲=___m/s，v 乙=___m/s，v 丙=____m/s。 【答案】(1)50　100　150　(2)47　97　147　(3)2　4　6　(4)0.2　0.4　0.6  【解析】定滑轮的实质是等臂杠杆，它的作用：不省力，但是可以改变用力方向。动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，它的作用是：省力，但不能改变用力方向。首先分清滑轮是定滑轮还是动滑轮，然后找F与G的关系。 25．为了探究滑轮在不同工作情况时的使用特点，某小组同学利用不同的滑轮将重为10牛的物体匀速提起，滑轮的工作情况和实验数据如表所示。 实验 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 滑轮工作 情况 定滑轮 动滑轮 滑轮重力（牛） 1 1 1 1 2 3 3 3 3 拉力（牛） 10 10 10 5.5 6.0 6.5 7.2 8.0 （1）分析比较实验序号　 　 可得出的初步结论是：使用定滑轮匀速提升重物时，不改变力 的大小，可以改变用力方向。 （2）分析比较实验序号 4、5 和 6 可得出的初步结论是：利用动滑轮匀速提升相同的重物时，滑轮越重，　 　；竖直向上的拉力等于　 　。 （3）分析比较实验序号 6、7 和 9 可以得到的结论是：　 　。 （4）依据第③小题的结论可推断实验序号 8 中拉力大小的范围为　 　牛。 【答案】（1）1、2、3；（2）拉力越大；滑轮与物体总重的一半；（3）使用动滑轮匀速提升重物时，重物重力不变，拉力与竖直方向夹角越大，拉力越大；（4）7.2～8.0。 【解析】：（1）定滑轮的本质是等臂杠杆，分析比较实验序号1、2、3可知：使用定滑轮并不省力，但可以改变力的方向；（2）动滑轮的实质是省力杠杆，实验序号4、5和6中，忽略绳子及滑轮间的摩擦力，绳子自由端拉力的大小等于物重与动滑轮重力的一半，因此使用动滑轮匀速提升相同重物时，滑轮的重力越大，拉力越大；竖直向上的拉力等于滑轮与物体总重的一半；（2）实验序号6、7和9中，拉力F的方向向右倾斜越来越大，动力臂越来越小，拉力将越来越大；（4）验序号8中拉力与竖直方向夹角介于7和9之间，实验序号8中拉力大小的范围为7.2N到8.0N之间。 26.阅读短文，回答问题。 科技实践课中的滑轮组探究，承古智启新思 2026年春季，全国多所中学开展“物理创客实践周”活动，八年级学生以“传统提水机械与现代滑轮组的融合创新”为主题开展探究。苏轼在《无锡道中赋水车》中写下“翻翻联联衔尾鸦，荦荦确确蜕骨蛇”，描绘了古代龙骨水车的运转之态，这种传统机械借助简单传动结构省力提水，与现代滑轮的力学原理一脉相承。在实践课上，学生们用3D打印滑轮、尼龙绳等材料组装滑轮组，模拟古代水车的提水场景，探究省力规律。小组选用1个定滑轮和2个动滑轮组成滑轮组，绕线时遵循“奇动偶定”原则，将钩码模拟的“水重”提升至指定高度，记录拉力、提升高度等数据。实验中发现，滑轮轴的摩擦、动滑轮自重会影响实际拉力，同学们通过添加润滑油、选用轻质滑轮优化装置，让机械效率提升至85%。此次实践让学生体会到，传统农具的智慧与现代物理知识相通，滑轮作为简单机械，既在古代农业生产中解决了人力提水的难题，也在当代学生的科创实践中，成为理解杠杆变形、省力原理的重要载体，真正实现了“做中学、用中学”的新课标要求。 （1）本实验中组装的滑轮组，其组成包含定滑轮和动滑轮，滑轮本质上是______的变形，定滑轮的实质是______杠杆。 （2）学生绕线遵循“奇动偶定”原则，若该滑轮组承担物重的绳子段数n=5，此为奇数，绕线应从（ ）开始。 A. 定滑轮 B. 动滑轮 C. 任意滑轮 D. 滑轮组中间 （3）理想情况下（忽略动滑轮自重、绳重和摩擦），若提升的钩码总重为40N，n=5时，绳子自由端的拉力为（ ） A. 8N B. 20N C. 40N D. 200N （4）实验中滑轮轴的摩擦会导致额外功产生，以下操作能减小该摩擦的是（） A. 增加动滑轮数量 B. 给滑轮轴添加润滑油 C. 增大提升的物重 D. 缩短提升的高度 （5）该滑轮组中绳子自由端移动的距离s与钩码上升高度h的关系为（） A. s=h B. s=5h C. s=1/5h D. s=2h 【答案】（1）杠杆；等臂 （2）B （3）A （4）B （5）B 【解析】（1）滑轮是杠杆的变形，定滑轮的支点在轴的中心，动力臂和阻力臂均等于滑轮半径，因此是等臂杠杆。（2）“奇动偶定”是滑轮组绕线的基本规律，承担物重的绳子段数n为奇数时，绕线从动滑轮开始；n为偶数时从定滑轮开始。（3）理想情况下滑轮组拉力计算公式为F=G/n，代入G=40N、n=5，得F=40N÷5=8N。（4）给滑轮轴添加润滑油，能减小轴与支撑结构之间的摩擦力，减少额外功；增加动滑轮数量会增大动滑轮自重，增大额外功；增大物重、缩短提升高度均不能减小滑轮轴的摩擦。（5）滑轮组中绳子自由端移动的距离与物体上升高度的关系为s=nh，本题n=5，因此s=5h。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $