6.6 滑轮（举一反三讲义）物理新教材沪粤版八年级下册

6.6 滑轮 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 3 【知识梳理】 3 知识点1：定滑轮和动滑轮 3 知识点2：探究两类滑轮的作用 5 知识点3：滑轮组 11 知识点4：轮轴和斜面 15 【方法技巧】 18 方法技巧1 滑轮组n的判断“数段法” 18 方法技巧2 滑轮组绕绳“三步法” 18 方法技巧3 滑轮相关计算“公式选择法” 18 方法技巧4 轮轴省力判断“看动力作用点” 18 【巩固训练】 19 【基础题】 19 【提升题】 22 【易混易错题】 26 【真题链接】 29 【学习目标】 序号 学习目标 素养目标 1 知道定滑轮和动滑轮的定义、结构特点，能区分生活中的定滑轮和动滑轮 物理观念：建立滑轮的分类认知，理解两类滑轮的核心差异 2 掌握定滑轮和动滑轮的工作特点（是否省力、是否改变力的方向），能结合杠杆平衡条件解释其原理 科学思维：关联杠杆知识，建立滑轮与杠杆的等效模型认知 3 理解滑轮组的组成和工作特点，掌握拉力与物重的关系（），能进行相关计算 科学应用：定量分析滑轮组的省力规律，提升实际计算能力 4 会根据省力要求或改变力的方向的需求，规范绘制滑轮组的绳子绕法 科学探究：通过图形表征滑轮组的工作原理，提升实操绘图能力 5 了解轮轴的定义、特点和应用，能识别生活中的轮轴类机械 物理观念：拓展简单机械认知，关联滑轮与轮轴的共性（杠杆变形） 重点： 1．定滑轮和动滑轮的区分及工作特点（定滑轮：不省力、改方向；动滑轮：省一半力、不改方向） 2．滑轮组的省力规律（ 为承担物重的绳子段数，） 3．滑轮组的绳子绕法（按“奇动偶定”原则，满足省力或改方向需求） 4．轮轴的特点（动力作用在轮上省力，作用在轴上费力） 难点： 1．滑轮组中承担物重的绳子段数 的准确判断（从动滑轮挂钩处开始数） 2．结合杠杆平衡条件解释定滑轮、动滑轮的工作原理（明确支点、动力臂、阻力臂） 3．复杂滑轮组场景（如多动滑轮、不同绕法）中拉力与物重的关系分析 4．滑轮组绕绳时“最省力”与“改变方向”的平衡选择 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：定滑轮和动滑轮 滑轮是一种简单机械，由一个轮子和一根绳子或链条组成，能够围绕固定轴旋转。滑轮的主要作用是改变力的方向或大小，以便于提升或移动重物。根据功能和结构，滑轮主要分为两种类型： 定滑轮：滑轮固定在一个位置上，不随负载移动。它不能减少所需的力，但可以改变力的方向，使操作更加方便。 动滑轮：滑轮随负载一起移动。它能够减少提升重物所需的力，但需要更长的距离来完成提升。 滑轮广泛应用于起重机、电梯、卷扬机、吊灯、旗杆等设备中，是提高工作效率和便利性的重要工具。通过组合定滑轮和动滑轮，还可以形成滑轮组，进一步增大机械优势，减少所需的力。 特别提醒 （1）使用滑轮时，要保证滑轮轴间良好的润滑。 （2）安装滑轮时，绳子要放在槽内，以免绳子脱落或使摩擦力变大。 【典例1】下列关于定滑轮和动滑轮的说法中，正确的是（ ） A. 定滑轮能省力，动滑轮能改变力的方向 B. 定滑轮的轴随重物移动，动滑轮的轴固定不动 C. 定滑轮等效于等臂杠杆，动滑轮等效于省力杠杆 D. 使用动滑轮时，拉力一定是物重的一半 【解析】A错误：定滑轮不省力但改方向，动滑轮省一半力但不改方向； B错误：定滑轮轴固定，动滑轮轴随重物移动； C正确：定滑轮动力臂=阻力臂（等臂杠杆），动滑轮动力臂=2×阻力臂（省力杠杆）； D错误：动滑轮省一半力的前提是不计动滑轮自重、绳重和摩擦，否则拉力大于物重的一半。 答案：C 【变式1】（易混题）学校升国旗时，旗杆顶部的滑轮是______滑轮，它的作用是______；建筑工地上提升重物时，随重物一起上升的滑轮是______滑轮，它的作用是______。 答案：定；改变力的方向；动；省力 【变式2】（应用题）用定滑轮匀速提升重为50N的物体，若不计摩擦，拉力 的大小是______N；若用动滑轮匀速提升该物体（不计动滑轮自重、绳重和摩擦），拉力 的大小是______N。 答案：50；25 【变式3】（拓展题）为什么用动滑轮提升重物时，有时拉力会大于物重的一半？ 答案：因为实际使用中，动滑轮有自重，绳子与滑轮之间有摩擦，这些额外的力都需要拉力承担，因此拉力会大于物重的一半 知识点2：探究两类滑轮的作用 一、实验目的 通过实验探究定滑轮和动滑轮在使用过程中的特点，了解它们各自的作用，为解决实际问题提供理论依据。 二、实验器材 定滑轮、动滑轮、细绳、弹簧测力计、钩码、铁架台。 三、实验步骤 （一）探究定滑轮的作用 1．将定滑轮固定在铁架台上，用细绳绕过定滑轮，一端挂上钩码，另一端用弹簧测力计竖直向下拉。 2．分别记录钩码的重力 G 和弹簧测力计的示数 F。 3．改变钩码的个数，重复步骤 2，记录多组数据。 4．观察并记录钩码上升的距离 s 和弹簧测力计端移动的距离 s1。 （二）探究动滑轮的作用 1．将动滑轮挂在铁架台上，用细绳绕过动滑轮，一端挂上钩码，另一端用弹簧测力计竖直向上拉。 2．分别记录钩码的重力 G 和弹簧测力计的示数 F。 3．改变钩码的个数，重复步骤 2，记录多组数据。 4．观察并记录钩码上升的距离 s 和弹簧测力计端移动的距离 s2。 四、实验现象及数据记录 实验次数 钩码重力 G/N 定滑轮 F/N 动滑轮 F/N 钩码上升距离 s/cm 定滑轮 s1/cm 动滑轮 s2/cm 1 2 2 1.1 10 10 20 2 4 4 2.1 10 10 20 3 6 6 3.1 10 10 20 五、实验结论 1．定滑轮：使用定滑轮时，弹簧测力计的示数 F 等于钩码的重力 G，即不省力也不费力；钩码上升的距离 s 等于弹簧测力计端移动的距离s1，说明定滑轮不能改变力的大小，但可以改变力的方向。 2．动滑轮：使用动滑轮时，弹簧测力计的示数 F 大约是钩码重力 G 的一半（实际会略大于一半，因为动滑轮本身也有重力，且存在摩擦），即能省一半的力；钩码上升的距离 s 是弹簧测力计端移动的距离 s2的一半，说明动滑轮可以省力，但费距离。 六、拓展思考 在实际生活中，定滑轮和动滑轮常常组合使用，构成滑轮组。滑轮组既能省力又能改变力的方向，其省力情况取决于承担物重的绳子段数。 除了省力和改变力的方向，滑轮在使用过程中还会受到摩擦等因素的影响，导致实际效果与理想情况略有偏差。在设计和使用滑轮时，需要综合考虑各种因素，以达到最佳的使用效果。 2．滑轮的本质 滑轮是变形杠杆。定滑轮是等臂杠杆，不省力但能改变力的方向，如旗杆顶部定滑轮方便升旗。动滑轮是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，能省一半力，实际因滑轮重和摩擦，省力略少。 定滑轮 动滑轮 简化过程 等效为杠杆的示意图 结论 定滑轮实质上是一个等臂杠杆 动滑轮实质上是一个l1=2l2的省力杠杆 特别提醒 思想方法 忽略滑轮外形，抓住其根本，在力的作用下能绕固定点转动，故其实质为杠杆，这是抽象的方法。 疑难解析 动滑轮在使用时要竖直向上拉，如果弹簧测力计斜向上拉时，拉力的示数会变大。 【典例2】（计算题） 如图所示，用相同的滑轮安装成甲，乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力相同的物块A、B，不计绳重和摩擦。求： （1）拉力FA与FB的比值； （2）将A、B提升相同的高度，绳子自由端需要拉动的长度sA与sB的比值。 【答案】（1）3:2；（2）2:3 【解析】解：（1）由图知，承担物重的绳子股数nA=2、nB=3，提升物块重力相同，不计绳重和摩擦，拉力 拉力的比值 （2）绳子自由端移动的距离s=nh 将A、B提升相同的高度，绳子自由端需要拉动的长度的比值sA:sB＝nAh:nBh＝nA:nB＝2:3 【变式1】（基础题）如图所示，是某工人用三种方式分别拉起同一物体。图（b）装置是 滑轮，用图（c）滑轮的优点是可以 。    【答案】 动 改变力的方向 【解析】定滑轮不随物体一起运动，动滑轮随物体一起运动。 [1]由图可知，图（b）装置中滑轮与物体一起移动是动滑轮。 [2]由图可知，图（c）滑轮是定滑轮，它的优点是可以改变力的方向。 【变式2】（综合题）丰收的季节，小慧帮家里人运送粮食。要将一袋重60kg的玉米提升到5m高的粮仓架上时，她想到了所学的物理知识，并在粮仓仓库里找到了一个3kg的动滑轮和一个已固定在粮仓屋顶的双滑轮，如图所示。小慧想用现有的滑轮做一个最省力，且能改变用力方向的滑轮组，不考虑绳重和摩擦，请你解决下列问题。 （1）请你帮小慧画出滑轮组应该如何绕线。 （2）用（1）中的滑轮组匀速提升60kg的玉米，小慧需要用多大的力拉绳子？ （3）小慧用（1）中的滑轮组将玉米抬升5m共用时12s，求此过程中，绳子自由端移动的平均速度。 【答案】（1）见解析；（2）210N；（3）1.25m/s 【解析】解：（1）三个滑轮组成滑轮组，最省力且能改变用力方向，可知绳子自由端应向下拉，因此应从动滑轮开始连接，滑轮组的绕线方式如下图所示： （2）由设计的滑轮组装置可知，n=3，不考虑绳重和摩擦，拉力大小为 （3）自由端移动的距离为 则绳子自由端移动的平均速度为 【变式3】（多选题）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体B在匀速下降时，通过滑轮组拉着物体A使其在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到绳子水平向左的拉力为F1。当用一个水平向右的拉力F2拉动物体A时，物体A恰能向右做匀速直线运动。已知每个滑轮重均为G，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A所受滑动摩擦力为F1 B．物体B的重为3F1 C．支架受到滑轮组的拉力为2F1+G D．物体A受到水平向右的拉力F2等于F1 【答案】AC 【解析】A．物体B在匀速下降时，A匀速向左运动，A处于平衡态，水平方向上受到了拉力和摩擦力，拉力的大小等于摩擦力的大小，故A受到的摩擦力的大小为F1，故A正确； B．由图可知，图中n=3，不计滑轮组的绳重和摩擦 则物体B所受重力为 故B错误； C．支架受到两条绳子向下的拉力以及定滑轮的重力，所以，支架受到滑轮组的拉力为 故C正确； D．当用一个水平向右的拉力拉动物体A时，物体A向右做匀速运动，其受到了向右的拉力和向左的摩擦力，还受到了绳子对其向左的拉力，即 所以 故D错误。 故选AC。 知识点3：滑轮组 滑轮组由定滑轮和动滑轮组合而成，能省力且可改变力的方向。省力程度取决于承担物重的绳子段数，段数越多越省力，但费距离也越多。绕法遵循“奇动偶定”原则，应用广泛，如建筑工地吊运建材、码头装卸货物等，为生活和生产带来便利。 1．探究使用滑轮组时拉力与物重的关系 滑轮组的几个概念 s：绳子自由端移动的距离 h：重物被提升的高度 n：承重的绳子股数 实验过程 结论 （1）不计动滑轮重、绳子自重和摩擦时，动滑轮被几股绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一，即，若考虑动滑轮重，。 （2）滑轮组由几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是物体上升距离的几倍，即s=nh。 2．归纳总结 （1）滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成 （2）滑轮组的特点： ①既能省力又能改变力的方向。 ②)动滑轮由几股绳子吊着物体，若不计摩擦和动滑轮自重，，若不计摩擦，。 确定承担物重绳子股数n：首先分清定滑轮、动滑轮，在定滑轮和动滑轮之间画一虚线，将它们隔离开，只数绕在动滑轮上的股数。 （3）滑轮组的组装 n为偶数，绳端始于定滑轮；n为奇数，绳端始于动滑轮；即“奇动偶定”。 特别提醒 滑轮组设计原则 归纳为奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定。 两股绳子配一个动滑轮，一个动滑轮一般配一个定滑轮。力的作用方向不要求改变时，偶数股绳子可减少一个定滑轮；要改变力的作用方向，需增加一个定滑轮。 速记口诀 滑轮组组装口诀 单从动，双从定，从里向外绕。 【典例4】 (1)如图所示，弹簧测力计示数为 N； (2)小阳站在地面上，要利用两个滑轮组装成的滑轮组将重物提升到楼上。请在图中画出省力的滑轮组绕绳方法。 【答案】(1)2.2 (2) 【解析】（1）由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.2N。 （2）由小阳站在地面上可知拉力的方向应向下，则绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的动滑轮，再向上绕过定滑轮，最后绳端的拉力应向下，如下图所示： 【变式1】如图所示，用甲、乙、丙三种装置分别拉一重为10N的物体，每个滑轮重均为1N，不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦，使用甲装置的好处是 ；使用乙装置水平匀速拉物体移动1m，则绳子自由端移动 m；使用丙装置沿直线匀速拉动该物体，此时拉力F3= N。 【答案】 可以改变力的方向 2 5.5 【解析】[1]由图可知，图甲中滑轮是定滑轮，定滑轮不省力，但可以改变力的方向。 [2]乙滑轮随物体一起运动，是动滑轮，省力费距离。若物体移动1m，则绳子自由端移动的距离为s乙=2s物=2×1m=2m [3]由图丙可知，绳子的有效股数为n′=2，人对绳拉力为 【变式2】用如图所示的滑轮组匀速拉动重为100N 的物体A水平向左移动2m，A受到地面对它的摩擦力为30N（不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．拉力F为50N B．绳子自由端移动的距离为6m C．A受到的摩擦力方向水平向左 D．拉力F为15N 【答案】D 【解析】AD ．由图可知，作用在动滑轮上绳子段数n=2，不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦，拉力的大小 故A错误，D正确； B．绳子自由端移动的距离s绳=2s物=2×2m=4m 故B错误； C．摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，由于物体A向左运动，因此A受到的摩擦力方向水平向右，故C错误。 故选D。 【变式3】为将陷入泥潭的汽车拉动，小聪设计了两种拉车的方法，如图所示甲中的滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮， （选填“甲”或“乙”）的方法更省力，若汽车受到的阻力为2000N，则小聪对绳子的拉力至少为 N。 【答案】 定 乙 1000 【解析】[1][2]如图所示，图甲中的滑轮的轴不随物体运动的滑轮是定滑轮，图乙中是动滑轮，可以省力。 [3]不计摩擦和滑轮重力，乙图中人匀速拉动汽车的拉力 知识点4：轮轴和斜面 轮轴：由轮和轴组成，固定一起转动。动力作用在轮上，阻力在轴上，动力臂大于阻力臂，省力但费距离。应用：汽车方向盘、自行车手闸。 斜面：倾斜平面，用于移动物体。沿斜面移动省力但费距离，拉力与物重关系为 。应用：盘山公路、斜面式传送带。 两者都是简单机械，通过改变力的大小和方向，提高工作效率，广泛应用于生活和工业。 【典例4】（应用题）下列机械中，属于轮轴的是（ ） A. 定滑轮 B. 动滑轮 C. 汽车方向盘 D. 撬棒 【解析】A、B错误：定滑轮和动滑轮是滑轮类机械，本质是等臂或省力杠杆，不是轮轴； C正确：汽车方向盘由轮（外圈）和轴（中心转轴）组成，绕共同轴心转动，属于轮轴； D错误：撬棒是直杠杆，不是轮轴。 答案：C 【变式1】端午假日，小华随父母体验了一次快乐的乡村游，见到如图甲所示的一个老式风扇车．查资料知，我国西汉时已有风扇车，它由车架、风扇（含摇杆）、喂料斗及出粮口等构成，主要用于清除谷物颗粒中的杂物及空瘪谷． （1）如图乙所示，风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口 （选填“A”或“B”）落下，说明 越大，物体的运动状态越不容易改变； （2）如图丙为风扇示意图，风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，它相当于一个 杠杆，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将 （前两空均选填“省力”或“费力”）一些； （3）如图所示的生活实例中，不属于轮轴应用的是 ； A．自行车脚踏板与牙盘    B．螺丝刀拧螺丝 C．拧开水龙头    D．盘旋而上的盘山公路 【答案】 A 质量 费力 省力 D 【解析】（1）[1][2]风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口A落下，说明质量越大，谷粒的惯性越大，物体的运动状态越不容易改变。 （2）[3][4]动风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，动力作用在轴上费力、省距离，它相当于一个费力杠杆，根据杠杆原理，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将更省力。 （3）[5]A．自行车脚踏板与牙盘，是由轮和轴组成的轮轴，故A不符合题意； B．螺丝刀拧螺丝，是由轮和轴组成的轮轴，故B不符合题意； C．拧开水龙头，是由轮和轴组成的轮轴，故C不符合题意； D．盘旋而上的盘山公路，是斜面，故D符合题意。 故选D。 【变式2】为什么汽车方向盘的轮设计得较大？ 答案：汽车方向盘是轮轴，动力作用在轮上。轮的半径越大，动力臂越长，根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂不变时，动力臂越长越省力，因此轮设计得较大，便于司机用较小的力转动方向盘 【变式3】阅读文章，回答问题： 轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图乙所示。 根据杠杆的平衡条件，可得F1﹒R=F2﹒r。使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。 （1）轮轴的实质是变形的 。 （2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 （选填省力/费力）的，且动力是阻力的 。 （3）请你再举出一个生活中轮轴的实例 。 【答案】 杠杆 省力 水龙头旋钮 【解析】(1)[1]文中明确地介绍：“轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆”。 (2)[2]使用螺丝刀时，动力是作用柄上，也就是轮上的，所以是省力的。 [3]因为 即轮半径是轴半径的5倍，所以，动力是阻力的 (3)[4]旋转水龙头旋钮和钥匙开锁时用力情况相似，所以水龙头旋钮是一个轮轴。 【方法技巧】 方法技巧1 滑轮组n的判断“数段法” 1．找动滑轮：确定滑轮组中所有的动滑轮（轴随重物移动的滑轮）； 2．从挂钩数：从动滑轮的挂钩处开始，沿着绳子绕向，每绕过一个滑轮（定滑轮或动滑轮）就算一段； 3．算总数：最终数出直接拉着动滑轮的绳子段数，即为 （注意：绳子自由端的拉力方向不影响 的计数）。 方法技巧2 滑轮组绕绳“三步法” 1．定 ：根据省力要求确定 （如最省力则 最大）； 2．定固定端： 为奇数→固定在动滑轮上， 为偶数→固定在定滑轮上； 3．绕绳子：从固定端开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，确保绳子不交叉、与滑轮边缘相切，最终拉力方向符合要求（如需要改方向则让自由端向下）。 方法技巧3 滑轮相关计算“公式选择法” 1．定滑轮：（不计摩擦和绳重）； 2．动滑轮（不计摩擦、绳重和滑轮自重）：；考虑动滑轮自重：； 3．滑轮组（不计摩擦、绳重和滑轮自重）：；考虑动滑轮自重：。 方法技巧4 轮轴省力判断“看动力作用点” 1．动力作用在轮上→省力（动力臂=轮半径，阻力臂=轴半径）； 2．动力作用在轴上→费力（动力臂=轴半径，阻力臂=轮半径）。 【巩固训练】 【基础题】 1．（24-25八年级下·广西玉林·期末）用滑轮组提起重物时，动滑轮上有几段绳子承受物重，若不计动滑轮重和摩擦，则提起物体的力就是物重的（　　） A．二倍 B．几倍 C．二分之一 D．几分之一 【答案】D 【解析】使用滑轮组提起重物时，如果不计动滑轮重和摩擦，与动滑轮相连的绳子有几股，则有几个力共同承担物重，故提起物体用的力就是物体重的几分之一，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．（25-26九年级上·广东深圳·月考）下列机械不能省力的是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．轮轴 D．斜面 【答案】A 【解析】A．定滑轮使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，因此不能省力，故A符合题意； B．动滑轮使用过程中，动力臂等于2倍阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．如图轮轴在使用时是让轮带动轴来工作，这种情况下是省力的，故C不符合题意； D．斜面是一个省力机械，但费距离，故D不符合题意。 故选A。 3．（24-25八年级下·吉林·单元测试）如图是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，当把谷物倒入扇车时，谷物在重力的作用下落入扇车，气流使秕瘪谷物从出风口飞出，谷物就筛选好了。农民使用的扇车的摇柄是 （填简单机械名称）。 【答案】轮轴 【解析】扇车的摇柄是轮轴。轮轴由轮和轴组成，能绕共同轴线转动，摇动摇柄（轮 ）时，可带动扇轮（轴 ）转动，属于省力的简单机械。 4．（24-25八年级下·全国·课后作业）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 ，小的称为 。根据杠杆的平衡条件可知，作用在轮上的力与作用在轴上的力的关系为。 【答案】 轮 轴 【解析】[1][2]在物理学中，轮轴是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。 5．如图所示，利用滑轮起吊重物。该滑轮为 （选填“动”或“定”）滑轮；若弹簧测力计的拉力为图所示大小时，重物能在空中静止，则重物及滑轮的总重为 N。 【答案】 动 4.8 【解析】[1]工作时，滑轮的轴随物体一起运动，为动滑轮。 [2]拉力大小为2.4N，重物及滑轮的总重为G+G动=2F=2×2.4N=4.8N 6．（24-25八年级下·江西九江·月考）同学们共同研究滑轮的特点。 次数 物重G/N 测力计的示数F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.90 3 2.00 1.15 (1)他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以 ，他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 杠杆； (2)他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速缓慢提升不同的重物，如图乙； ①使用动滑轮时，应沿 方向匀速提升重物，以达到最佳的省力效果； ②通过观察和比较测量结果，可得初步结论： 使用动滑轮可以 ，但不能改变力的方向，相当于一个 杠杆；用动滑轮匀速提起同一重物时（忽略绳重及摩擦），弹簧测力计的示数应等于提升物体重力的 ，但实验后发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 。 【答案】(1)改变力的方向 等臂；(2)竖直 省力 一半 省力 动滑轮有自重 【解析】（1）[1]使用定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变拉力的方向。 [2]定滑轮可以看成支点O在轴心处的杠杆，延长拉力的作用线，作O到力的作用线的垂线，可以发现力臂始终等于滑轮的半径，且动力臂等于阻力臂，故定滑轮可以看成一个等臂杠杆。 （2）[1]使用动滑轮时，应沿竖直方向匀速提升重物，此时动力臂长度最大，根据杠杆的平衡条件，可知此时最省力。 [2][3][4]如乙图所示，动滑轮可以看成支点O在滑轮左侧与绳子相切处，此时动力臂的长度为阻力臂长度的两倍，故，则使用动滑轮可以省力，但不能改变拉力的方向，且费距离，相当于一个省力杠杆。 [5]由于动滑轮自身也受重力的作用，而且绳子与滑轮之间也有摩擦，所以导致测力计示数F大于物重G的一半。 【提升题】 7．（2025九年级下·海南·学业考试）如图，甲、乙两人分别将质量相同的物体匀速提升相同的高度，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是（   ） A．甲的拉力比乙大 B．甲、乙两人的拉力一样大 C．甲、乙使绳子移动的距离相等 D．甲使绳子移动的距离大于乙 【答案】A 【解析】AB．由图可知，甲图的滑轮是定滑轮，乙图的滑轮是动滑轮，不计滑轮重和摩擦，则甲的拉力等于物体的重力，乙的拉力等于物体重力的，所以甲的拉力比乙大，故A正确，B错误； CD．将同一物体匀速提升相同的高度，甲使绳子移动距离等于物体上升的高度，乙使绳子移动距离等于物体上升高度的两倍，所以甲使绳子移动的距离小于乙使绳子移动的距离，故CD错误。 故选A。 8．（24-25八年级下·辽宁抚顺·期末）小组同学找到了如图所示的滑轮，用弹簧测力计在竖直方向上匀速拉动细绳使重物匀速上升，下列说法正确的是（　　） A．该滑轮是一个定滑轮 B．使用该滑轮可以省距离 C．若物重增大一倍，匀速提升物体需要的拉力也一定增加一倍 D．沿虚线方向匀速拉动测力计，测力计示数变大 【答案】D 【解析】A．图中滑轮的轴与被拉物体一起移动，所以该滑轮是一个动滑轮，故A错误； B．使用动滑轮可以省力，但费距离，故B错误； C．绳子拉力，若物重增大一倍，由于G动不变，匀速提升物体需要的拉力增加了，但小于一倍，故C错误； D．动滑轮的实质是省力杠杆，沿虚线方向匀速拉动测力计，动力臂变小，动力变大，测力计示数变大，故D正确。 故选D。 9．（25-26八年级下·全国·课后作业）螺丝钉上设计的螺纹是螺旋状的 ，使用螺纹可以省力。图甲、乙所示的两种螺丝钉的螺纹甲乙疏密不同，其中图 （选填“甲”或“乙”）所示的螺丝钉使用时更省力。如果要拧入相同的深度，则其他条件相同时，图 （选填“甲”或“乙”）所示的螺丝钉拧入的速度更快。 【答案】 斜面 甲 乙 【解析】[1]螺丝钉上的螺旋状螺纹本质是斜面的变形，斜面是一种省力机械，使用时可以省力。 [2]螺纹越密（如甲图），相当于斜面的坡度越小，根据斜面原理，坡度越小越省力，因此甲更省力。 [3]螺纹越疏（如乙图），拧入相同深度时需要转动的圈数越少，所以乙的拧入速度更快。 10．（25-26九年级上·江苏泰州·月考）如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，可视为杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，图丙是它的简化图，设大轮与小轮的半径比为3：1，水桶受到的总重力为90N，若要使辘轳静止在图乙所示位置，则作用在A点最小的力应为 N。（不计井绳的粗细和自重） 【答案】 省力 30 【解析】[1]辘轳其实是一个变形的杠杆，支点在轴心处，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，所以其动力臂大于阻力臂，故辘轳可以看作省力杠杆。 [2]图乙中，两个轮都绕着O点转动，O点为支点。由题意知，动力臂与阻力臂的比为，水桶的总重力为阻力，据杠杆的平衡条件有 11．（24-25八年级下·广东汕尾·期末）如题图所示，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 ；当汽车受到的阻力为2000N时，不计绳重、滑轮重和滑轮自身摩擦，至少需要用 N的拉力才能拉动汽车，若汽车需要移动2m才能脱困，则绳子自由端需要移动 m。 【答案】 改变拉力的方向 1000 4 【解析】[1]滑轮B是定滑轮，其作用是改变拉力的方向。 [2]滑轮组的 当汽车受到的阻力为2000N时，不计绳重、滑轮重和滑轮自身摩擦，至少需要用 的拉力才能拉动汽车。 [3]若汽车需要移动2m才能脱困，则绳子自由端需要移动 12．（24-25九年级上·广东广州·月考）小明学习物理知识后知道，斜面通常可以在需要抬高物体时帮我们省力，并且了解到斜面的倾斜程度可以影响到省力情况。小明想探究“斜面的倾斜程度对省力况的影响”，请帮小明设计实验探究这个猜想。 (1)除了如图所示的器材以外，还需要的实验器材有： ； (2)根据实验目的设计记录数据的表格如下，其中①②③应分别填写① 、② 、③ ； ① ② ③ 1 2 3 (3)出现什么的数据能证明斜面可以省力 。 【答案】(1)弹簧测力计、量角器；(2)斜面倾角θ/° 带钩木块重力/N 拉力F/N；(3)见解析 【解析】（1）为了探究“斜面的倾斜程度对省力况的影响”，设计实验过程如下： ①用弹簧测力计竖直勾起图中的带钩木块，测量时应让木块保持静止状态，受到的重力和拉力是平衡力，依据二力平衡的条件得出带钩木块重力的大小G等于弹簧测力计的示数；将带钩木块的重力记录在表格中； ②带钩木块放在斜面上，应用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉带钩木块，记录弹簧测力计读数F1； ③通过移动垫着斜面长木板的垫块（向右移时倾角变小，向左移倾角变大），改变斜面倾角θ；重复步骤②，再次记录此时弹簧测力计的读数F2； ④重复步骤③一次，记录弹簧测力计的读数F3。 根据以上的设计思路，除了图上所示的器材以外，还需要的实验器材有：弹簧测力计和量角器，目的是为了测量带钩木块的重力以及拉力的大小；量角器是为了测量斜面倾角θ。 （2）[1][2][3]由实验过程可知，①②③应分别填写斜面倾角θ/°、带钩木块重力/N、拉力F/N。 （3）当③拉力F/N栏中数据F<G时，我们就可以证明斜面是省力的。 【易混易错题】 13．（24-25八年级下·甘肃兰州·期末）如图所示，是某手摇晾衣架简化示意图。横梁和衣架总重56N，每个动滑轮都重2N，图中有定滑轮 个，动滑轮 个，不计绳重、绳的粗细及轮与轴摩擦，则静止时绳子自由端的拉力F= N。若绳轴的直径是0.1m，手柄逆时针转动10周，可将横梁提升 m。（π取3.14） 【答案】 4 2 15N 0.785 【解析】[1][2]动滑轮的轴可随物体一起移动，定滑轮的轴只能转动，不能随物体一起移动，图中横梁上的2个滑轮为动滑轮，其余4个滑轮为定滑轮。 [3]不计绳重、绳的粗细及轮与轴摩擦，从图中可知，则静止时绳子自由端的拉力 [4]若绳轴的直径是0.1m，手柄逆时针转动10周，绳子自由端移动的距离 可将横梁提升 14．（24-25九年级下·全国·周测）在同一水平面上用滑轮以下列图片所示的三种方式拉动同一物块做匀速直线运动，所用水平拉力分别为、、（滑轮和绳的重力及滑轮与绳间的摩擦不计）。其中滑轮属于动滑轮的是图 ，、、三个力的大小关系为 。 【答案】 乙、丙 【解析】[1][2]假设物体与地面的摩擦力为f，图甲中滑轮为定滑轮，不省力，则；图乙中滑轮为动滑轮，省一半的力，则；图丙中滑轮为动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，费1倍的力，则。所以，图乙、丙中的滑轮属于动滑轮，三个力的大小关系为。 15．（25-26九年级上·江苏·期中）小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图A处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们，两根木棍和绳子组成的机械相当于 ，小明受到的拉力 （选填“大于”、“小于”或“等于”）小杰受到的拉力；如果小华对绳子的拉力为F；则小杰双手受到的拉力为 F。 【答案】 滑轮组 小于 6 【解析】[1]由图可见，从使用的情况看，两根木棍和绳子组成的简单机械是滑轮组。 [2]小明那端木棍有5段绳子相连，小杰那端木棍有6段绳子相连，拉力的大小与绳子的段数有关，绳子段数越多，受到的拉力越大，因此小明受到的拉力小于小杰受到的拉力。 [3]小杰手握的木棍上缠绕的绳子有6段，当绳子张紧时，每段绳子对木棍的拉力都是F，因此小杰双手受到的拉力就是6F。 16．（24-25八年级下·江西九江·期中）如图所示，工人利用滑轮组用最小为150N的力将重400N的物体拉起，绳子自由端匀速移动了9m，不计摩擦及绳重。 (1)在图中画出最省力的绳子绕法； (2)物体上升的高度是多少？ (3)若绳子所能承受的最大拉力为500N，用此滑轮组能提升的最大物重是多少？ 【答案】(1)；(2)3m；(3)1450N 【解析】（1）为了最省力，应使承担动滑轮和物体重力的绳子股数n最大，图中滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，最省力的绕法是绳子始于动滑轮挂钩，此时向下的拉力对应的绳子股数n=3，故作图如下： （2）由最省力的绕法可知，承担物重的绳子股数n为3，绳子自由端匀速移动了9m，则物体上升的高度为 （3）不计摩擦及绳重。设动滑轮的重力为G动，提升的最大物重为G最大，则 根据初始条件计算动滑轮的重力 当绳子承受的最大拉力时，滑轮组能提升的最大物重 【真题链接】 17．（2025·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 【解析】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。 18．（2025·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 【解析】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。 19．（2025·四川成都·中考真题）在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是、，则、的大小关系是 ；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 m。 【答案】 0.2 【解析】[1][2]由图可知该滑轮为动滑轮，动滑轮上同一根绳子上的拉力相等，所以；动滑轮可以省一半力，则费两倍距离，若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 20．（2022·甘肃兰州·中考真题）小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。 （1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 ； （2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向 拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 （选填“A”、“ B”或“C”）点。 实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N 1 1.0 0.7 2 1.5 1.0 3 2.0 1.3 【答案】 滑轮的自重 匀速 A 【解析】（1）[1]“使用动滑轮能省一半力”是在理想情况下得出的结论，而实际情况中动滑轮的重力和摩擦是客观存在的。由表中数据知道，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大，其主要原因是没有考虑滑轮的自重。 （2）[2][3]使用动滑轮时，只有匀速竖直向上拉，拉力的力臂才等于滑轮的直径，使得弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力的大小。此时动滑轮的实质是动力臂等于阻力臂2倍的省力杠杆，支点是A点。 21．（24-25八年级下·山东济宁·月考）如图所示是小海同学研究定滑轮和动滑轮特点的实验装置。 实验序号 钩码重 钩码上升高度 测力计示数 测力计移动距离 甲 乙 丙 (1)在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，下列操作方法正确的是_________。 A．随意拉动钩码 B．拉着钩码保持静止 C．匀速向上拉动钩码 (2)他按图示提起钩码时，测得的数据如上表所示。 比较弹簧测力计示数的大小，可知使用动滑轮的好处是 ； 比较弹簧测力计拉力的方向，可知使用定滑轮的好处是 ； 把钩码升高相同的高度，比较弹簧测力计移动的距离，可知使用动滑轮 。 (3)在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得不方便读数，于是把弹簧测力计倒过来，即弹簧测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，弹簧测力计示数会 （选填“变大”“变小”或“不变”），理由是 。 【答案】(1)C；(2)省力 可以改变力的方向 费距离；(3)变小 忽略了弹簧测力计的重力大小 【解析】（1）研究该问题时，应该让物体保持静止状态或匀速运动状态，故弹簧测力计的操作方法可以是拉着重物保持静止或匀速向下拉动重物，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （2）[1]在丙中，拉力 故使用定滑轮时省力。 [2]在乙中，拉力基本不变，但是向下用力，故使用定滑轮可以改变用力的方向。 [3]乙中测力计移动的距离为0.2m，丙中测力计移动的距离为0.4m，故使用动滑轮费距离。 （3）[1][2]弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计示数会变小，原因是忽略了弹簧测力计的重力大小。 22．（24-25八年级下·安徽六安·期中）小明用如图所示的滑轮组提升重物。当小明用该装置匀速提升600N的重物时，绳子上的拉力为350N；若不计绳重和摩擦，求： (1)动滑轮的重力为多少？ (2)若要匀速提升800N的重物，则绳子上的拉力变为多少？ 【答案】(1)100N；(2)450N 【解析】（1）由图可知，该滑轮组承担动滑轮和重物的绳子段数。设物重为，拉力为，动滑轮重为。根据题意，当匀速提升的重物时，拉力。在不计绳重和摩擦的情况下，拉力满足关系式，将数据代入公式可得动滑轮的重力 （2）当匀速提升G2=800N的重物时，动滑轮的重力和绳子段数不变。设此时绳子上的拉力为。将数据代入公式可得，绳子上的拉力变为 23．（24-25八年级下·安徽马鞍山·期末）如图所示，站在水平地面上的人用滑轮组拉着物体匀速上升，物体重力为400N，每个滑轮重力是50N（不计所有摩擦力和绳自重），求： (1)在图中画出滑轮组最省力时绳子的绕法； (2)人在绳子自由端的拉力是多少？ (3)若绳子自由端通过的距离是1.2m，则物体上升的高度是多少？ (4)若人的体重是500N，该装置最多可以提升多重的物体？ 【答案】(1)；(2)150N；(3)0.4m；(4)1450N 【解析】（1）当绳子与动滑轮连接的绳子的股数越多，滑轮组越省力，图中人站在地面，应向下拉绳子，所以，应从动滑轮的挂钩开始绕起，直到每个滑轮均绕过一遍，绳子与动滑轮连接的绳子的股数最多，此时滑轮组最省力，注意绳子不重叠、不交叉，如图所示： （2）由图得绳子承重段数为；不计所有摩擦力和绳自重，人在绳子自由端的拉力 （3）当绳子自由端移动的距离是，物体则匀速上升的距离 （4）人的体重是500N，他站在地面向下拉绳子的力最大为 根据滑轮组的省力公式可得，物体的最大重力为 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 6.6 滑轮 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 3 【知识梳理】 3 知识点1：定滑轮和动滑轮 3 知识点2：探究两类滑轮的作用 4 知识点3：滑轮组 9 知识点4：轮轴和斜面 12 【方法技巧】 14 方法技巧1 滑轮组n的判断“数段法” 14 方法技巧2 滑轮组绕绳“三步法” 14 方法技巧3 滑轮相关计算“公式选择法” 15 方法技巧4 轮轴省力判断“看动力作用点” 15 【巩固训练】 15 【基础题】 15 【提升题】 17 【易混易错题】 19 【真题链接】 21 【学习目标】 序号 学习目标 素养目标 1 知道定滑轮和动滑轮的定义、结构特点，能区分生活中的定滑轮和动滑轮 物理观念：建立滑轮的分类认知，理解两类滑轮的核心差异 2 掌握定滑轮和动滑轮的工作特点（是否省力、是否改变力的方向），能结合杠杆平衡条件解释其原理 科学思维：关联杠杆知识，建立滑轮与杠杆的等效模型认知 3 理解滑轮组的组成和工作特点，掌握拉力与物重的关系（），能进行相关计算 科学应用：定量分析滑轮组的省力规律，提升实际计算能力 4 会根据省力要求或改变力的方向的需求，规范绘制滑轮组的绳子绕法 科学探究：通过图形表征滑轮组的工作原理，提升实操绘图能力 5 了解轮轴的定义、特点和应用，能识别生活中的轮轴类机械 物理观念：拓展简单机械认知，关联滑轮与轮轴的共性（杠杆变形） 重点： 1．定滑轮和动滑轮的区分及工作特点（定滑轮：不省力、改方向；动滑轮：省一半力、不改方向） 2．滑轮组的省力规律（ 为承担物重的绳子段数，） 3．滑轮组的绳子绕法（按“奇动偶定”原则，满足省力或改方向需求） 4．轮轴的特点（动力作用在轮上省力，作用在轴上费力） 难点： 1．滑轮组中承担物重的绳子段数 的准确判断（从动滑轮挂钩处开始数） 2．结合杠杆平衡条件解释定滑轮、动滑轮的工作原理（明确支点、动力臂、阻力臂） 3．复杂滑轮组场景（如多动滑轮、不同绕法）中拉力与物重的关系分析 4．滑轮组绕绳时“最省力”与“改变方向”的平衡选择 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：定滑轮和动滑轮 滑轮是一种简单机械，由一个轮子和一根绳子或链条组成，能够围绕固定轴旋转。滑轮的主要作用是改变力的方向或大小，以便于提升或移动重物。根据功能和结构，滑轮主要分为两种类型： 定滑轮：滑轮固定在一个位置上，不随负载移动。它不能减少所需的力，但可以改变力的方向，使操作更加方便。 动滑轮：滑轮随负载一起移动。它能够减少提升重物所需的力，但需要更长的距离来完成提升。 滑轮广泛应用于起重机、电梯、卷扬机、吊灯、旗杆等设备中，是提高工作效率和便利性的重要工具。通过组合定滑轮和动滑轮，还可以形成滑轮组，进一步增大机械优势，减少所需的力。 特别提醒 （1）使用滑轮时，要保证滑轮轴间良好的润滑。 （2）安装滑轮时，绳子要放在槽内，以免绳子脱落或使摩擦力变大。 【典例1】下列关于定滑轮和动滑轮的说法中，正确的是（ ） A. 定滑轮能省力，动滑轮能改变力的方向 B. 定滑轮的轴随重物移动，动滑轮的轴固定不动 C. 定滑轮等效于等臂杠杆，动滑轮等效于省力杠杆 D. 使用动滑轮时，拉力一定是物重的一半 【变式1】（易混题）学校升国旗时，旗杆顶部的滑轮是______滑轮，它的作用是______；建筑工地上提升重物时，随重物一起上升的滑轮是______滑轮，它的作用是______。 【变式2】（应用题）用定滑轮匀速提升重为50N的物体，若不计摩擦，拉力 的大小是______N；若用动滑轮匀速提升该物体（不计动滑轮自重、绳重和摩擦），拉力 的大小是______N。 【变式3】（拓展题）为什么用动滑轮提升重物时，有时拉力会大于物重的一半？ 知识点2：探究两类滑轮的作用 一、实验目的 通过实验探究定滑轮和动滑轮在使用过程中的特点，了解它们各自的作用，为解决实际问题提供理论依据。 二、实验器材 定滑轮、动滑轮、细绳、弹簧测力计、钩码、铁架台。 三、实验步骤 （一）探究定滑轮的作用 1．将定滑轮固定在铁架台上，用细绳绕过定滑轮，一端挂上钩码，另一端用弹簧测力计竖直向下拉。 2．分别记录钩码的重力 G 和弹簧测力计的示数 F。 3．改变钩码的个数，重复步骤 2，记录多组数据。 4．观察并记录钩码上升的距离 s 和弹簧测力计端移动的距离 s1。 （二）探究动滑轮的作用 1．将动滑轮挂在铁架台上，用细绳绕过动滑轮，一端挂上钩码，另一端用弹簧测力计竖直向上拉。 2．分别记录钩码的重力 G 和弹簧测力计的示数 F。 3．改变钩码的个数，重复步骤 2，记录多组数据。 4．观察并记录钩码上升的距离 s 和弹簧测力计端移动的距离 s2。 四、实验现象及数据记录 实验次数 钩码重力 G/N 定滑轮 F/N 动滑轮 F/N 钩码上升距离 s/cm 定滑轮 s1/cm 动滑轮 s2/cm 1 2 2 1.1 10 10 20 2 4 4 2.1 10 10 20 3 6 6 3.1 10 10 20 五、实验结论 1．定滑轮：使用定滑轮时，弹簧测力计的示数 F 等于钩码的重力 G，即不省力也不费力；钩码上升的距离 s 等于弹簧测力计端移动的距离s1，说明定滑轮不能改变力的大小，但可以改变力的方向。 2．动滑轮：使用动滑轮时，弹簧测力计的示数 F 大约是钩码重力 G 的一半（实际会略大于一半，因为动滑轮本身也有重力，且存在摩擦），即能省一半的力；钩码上升的距离 s 是弹簧测力计端移动的距离 s2的一半，说明动滑轮可以省力，但费距离。 六、拓展思考 在实际生活中，定滑轮和动滑轮常常组合使用，构成滑轮组。滑轮组既能省力又能改变力的方向，其省力情况取决于承担物重的绳子段数。 除了省力和改变力的方向，滑轮在使用过程中还会受到摩擦等因素的影响，导致实际效果与理想情况略有偏差。在设计和使用滑轮时，需要综合考虑各种因素，以达到最佳的使用效果。 2．滑轮的本质 滑轮是变形杠杆。定滑轮是等臂杠杆，不省力但能改变力的方向，如旗杆顶部定滑轮方便升旗。动滑轮是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，能省一半力，实际因滑轮重和摩擦，省力略少。 定滑轮 动滑轮 简化过程 等效为杠杆的示意图 结论 定滑轮实质上是一个等臂杠杆 动滑轮实质上是一个l1=2l2的省力杠杆 特别提醒 思想方法 忽略滑轮外形，抓住其根本，在力的作用下能绕固定点转动，故其实质为杠杆，这是抽象的方法。 疑难解析 动滑轮在使用时要竖直向上拉，如果弹簧测力计斜向上拉时，拉力的示数会变大。 【典例2】（计算题） 如图所示，用相同的滑轮安装成甲，乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力相同的物块A、B，不计绳重和摩擦。求： （1）拉力FA与FB的比值； （2）将A、B提升相同的高度，绳子自由端需要拉动的长度sA与sB的比值。 【变式1】（基础题）如图所示，是某工人用三种方式分别拉起同一物体。图（b）装置是 滑轮，用图（c）滑轮的优点是可以 。    【变式2】（综合题）丰收的季节，小慧帮家里人运送粮食。要将一袋重60kg的玉米提升到5m高的粮仓架上时，她想到了所学的物理知识，并在粮仓仓库里找到了一个3kg的动滑轮和一个已固定在粮仓屋顶的双滑轮，如图所示。小慧想用现有的滑轮做一个最省力，且能改变用力方向的滑轮组，不考虑绳重和摩擦，请你解决下列问题。 （1）请你帮小慧画出滑轮组应该如何绕线。 （2）用（1）中的滑轮组匀速提升60kg的玉米，小慧需要用多大的力拉绳子？ （3）小慧用（1）中的滑轮组将玉米抬升5m共用时12s，求此过程中，绳子自由端移动的平均速度。 【变式3】（多选题）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体B在匀速下降时，通过滑轮组拉着物体A使其在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到绳子水平向左的拉力为F1。当用一个水平向右的拉力F2拉动物体A时，物体A恰能向右做匀速直线运动。已知每个滑轮重均为G，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A所受滑动摩擦力为F1 B．物体B的重为3F1 C．支架受到滑轮组的拉力为2F1+G D．物体A受到水平向右的拉力F2等于F1 知识点3：滑轮组 滑轮组由定滑轮和动滑轮组合而成，能省力且可改变力的方向。省力程度取决于承担物重的绳子段数，段数越多越省力，但费距离也越多。绕法遵循“奇动偶定”原则，应用广泛，如建筑工地吊运建材、码头装卸货物等，为生活和生产带来便利。 1．探究使用滑轮组时拉力与物重的关系 滑轮组的几个概念 s：绳子自由端移动的距离 h：重物被提升的高度 n：承重的绳子股数 实验过程 结论 （1）不计动滑轮重、绳子自重和摩擦时，动滑轮被几股绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一，即，若考虑动滑轮重，。 （2）滑轮组由几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是物体上升距离的几倍，即s=nh。 2．归纳总结 （1）滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成 （2）滑轮组的特点： ①既能省力又能改变力的方向。 ②)动滑轮由几股绳子吊着物体，若不计摩擦和动滑轮自重，，若不计摩擦，。 确定承担物重绳子股数n：首先分清定滑轮、动滑轮，在定滑轮和动滑轮之间画一虚线，将它们隔离开，只数绕在动滑轮上的股数。 （3）滑轮组的组装 n为偶数，绳端始于定滑轮；n为奇数，绳端始于动滑轮；即“奇动偶定”。 特别提醒 滑轮组设计原则 归纳为奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定。 两股绳子配一个动滑轮，一个动滑轮一般配一个定滑轮。力的作用方向不要求改变时，偶数股绳子可减少一个定滑轮；要改变力的作用方向，需增加一个定滑轮。 速记口诀 滑轮组组装口诀 单从动，双从定，从里向外绕。 【典例4】 (1)如图所示，弹簧测力计示数为 N； (2)小阳站在地面上，要利用两个滑轮组装成的滑轮组将重物提升到楼上。请在图中画出省力的滑轮组绕绳方法。 【变式1】如图所示，用甲、乙、丙三种装置分别拉一重为10N的物体，每个滑轮重均为1N，不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦，使用甲装置的好处是 ；使用乙装置水平匀速拉物体移动1m，则绳子自由端移动 m；使用丙装置沿直线匀速拉动该物体，此时拉力F3= N。 【变式2】用如图所示的滑轮组匀速拉动重为100N 的物体A水平向左移动2m，A受到地面对它的摩擦力为30N（不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．拉力F为50N B．绳子自由端移动的距离为6m C．A受到的摩擦力方向水平向左 D．拉力F为15N 【变式3】为将陷入泥潭的汽车拉动，小聪设计了两种拉车的方法，如图所示甲中的滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮， （选填“甲”或“乙”）的方法更省力，若汽车受到的阻力为2000N，则小聪对绳子的拉力至少为 N。 知识点4：轮轴和斜面 轮轴：由轮和轴组成，固定一起转动。动力作用在轮上，阻力在轴上，动力臂大于阻力臂，省力但费距离。应用：汽车方向盘、自行车手闸。 斜面：倾斜平面，用于移动物体。沿斜面移动省力但费距离，拉力与物重关系为 。应用：盘山公路、斜面式传送带。 两者都是简单机械，通过改变力的大小和方向，提高工作效率，广泛应用于生活和工业。 【典例4】（应用题）下列机械中，属于轮轴的是（ ） A. 定滑轮 B. 动滑轮 C. 汽车方向盘 D. 撬棒 【变式1】端午假日，小华随父母体验了一次快乐的乡村游，见到如图甲所示的一个老式风扇车．查资料知，我国西汉时已有风扇车，它由车架、风扇（含摇杆）、喂料斗及出粮口等构成，主要用于清除谷物颗粒中的杂物及空瘪谷． （1）如图乙所示，风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口 （选填“A”或“B”）落下，说明 越大，物体的运动状态越不容易改变； （2）如图丙为风扇示意图，风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，它相当于一个 杠杆，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将 （前两空均选填“省力”或“费力”）一些； （3）如图所示的生活实例中，不属于轮轴应用的是 ； A．自行车脚踏板与牙盘    B．螺丝刀拧螺丝 C．拧开水龙头    D．盘旋而上的盘山公路 【变式2】为什么汽车方向盘的轮设计得较大？ 【变式3】阅读文章，回答问题： 轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图乙所示。 根据杠杆的平衡条件，可得F1﹒R=F2﹒r。使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。 （1）轮轴的实质是变形的 。 （2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 （选填省力/费力）的，且动力是阻力的 。 （3）请你再举出一个生活中轮轴的实例 。 【方法技巧】 方法技巧1 滑轮组n的判断“数段法” 1．找动滑轮：确定滑轮组中所有的动滑轮（轴随重物移动的滑轮）； 2．从挂钩数：从动滑轮的挂钩处开始，沿着绳子绕向，每绕过一个滑轮（定滑轮或动滑轮）就算一段； 3．算总数：最终数出直接拉着动滑轮的绳子段数，即为 （注意：绳子自由端的拉力方向不影响 的计数）。 方法技巧2 滑轮组绕绳“三步法” 1．定 ：根据省力要求确定 （如最省力则 最大）； 2．定固定端： 为奇数→固定在动滑轮上， 为偶数→固定在定滑轮上； 3．绕绳子：从固定端开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，确保绳子不交叉、与滑轮边缘相切，最终拉力方向符合要求（如需要改方向则让自由端向下）。 方法技巧3 滑轮相关计算“公式选择法” 1．定滑轮：（不计摩擦和绳重）； 2．动滑轮（不计摩擦、绳重和滑轮自重）：；考虑动滑轮自重：； 3．滑轮组（不计摩擦、绳重和滑轮自重）：；考虑动滑轮自重：。 方法技巧4 轮轴省力判断“看动力作用点” 1．动力作用在轮上→省力（动力臂=轮半径，阻力臂=轴半径）； 2．动力作用在轴上→费力（动力臂=轴半径，阻力臂=轮半径）。 【巩固训练】 【基础题】 1．（24-25八年级下·广西玉林·期末）用滑轮组提起重物时，动滑轮上有几段绳子承受物重，若不计动滑轮重和摩擦，则提起物体的力就是物重的（　　） A．二倍 B．几倍 C．二分之一 D．几分之一 2．（25-26九年级上·广东深圳·月考）下列机械不能省力的是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．轮轴 D．斜面 3．（24-25八年级下·吉林·单元测试）如图是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，当把谷物倒入扇车时，谷物在重力的作用下落入扇车，气流使秕瘪谷物从出风口飞出，谷物就筛选好了。农民使用的扇车的摇柄是 （填简单机械名称）。 4．（24-25八年级下·全国·课后作业）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 ，小的称为 。根据杠杆的平衡条件可知，作用在轮上的力与作用在轴上的力的关系为。 5．如图所示，利用滑轮起吊重物。该滑轮为 （选填“动”或“定”）滑轮；若弹簧测力计的拉力为图所示大小时，重物能在空中静止，则重物及滑轮的总重为 N。 6．（24-25八年级下·江西九江·月考）同学们共同研究滑轮的特点。 次数 物重G/N 测力计的示数F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.90 3 2.00 1.15 (1)他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以 ，他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 杠杆； (2)他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速缓慢提升不同的重物，如图乙； ①使用动滑轮时，应沿 方向匀速提升重物，以达到最佳的省力效果； ②通过观察和比较测量结果，可得初步结论： 使用动滑轮可以 ，但不能改变力的方向，相当于一个 杠杆；用动滑轮匀速提起同一重物时（忽略绳重及摩擦），弹簧测力计的示数应等于提升物体重力的 ，但实验后发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 。 【提升题】 7．（2025九年级下·海南·学业考试）如图，甲、乙两人分别将质量相同的物体匀速提升相同的高度，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是（   ） A．甲的拉力比乙大 B．甲、乙两人的拉力一样大 C．甲、乙使绳子移动的距离相等 D．甲使绳子移动的距离大于乙 8．（24-25八年级下·辽宁抚顺·期末）小组同学找到了如图所示的滑轮，用弹簧测力计在竖直方向上匀速拉动细绳使重物匀速上升，下列说法正确的是（　　） A．该滑轮是一个定滑轮 B．使用该滑轮可以省距离 C．若物重增大一倍，匀速提升物体需要的拉力也一定增加一倍 D．沿虚线方向匀速拉动测力计，测力计示数变大 9．（25-26八年级下·全国·课后作业）螺丝钉上设计的螺纹是螺旋状的 ，使用螺纹可以省力。图甲、乙所示的两种螺丝钉的螺纹甲乙疏密不同，其中图 （选填“甲”或“乙”）所示的螺丝钉使用时更省力。如果要拧入相同的深度，则其他条件相同时，图 （选填“甲”或“乙”）所示的螺丝钉拧入的速度更快。 10．（25-26九年级上·江苏泰州·月考）如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，可视为杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，图丙是它的简化图，设大轮与小轮的半径比为3：1，水桶受到的总重力为90N，若要使辘轳静止在图乙所示位置，则作用在A点最小的力应为 N。（不计井绳的粗细和自重） 11．（24-25八年级下·广东汕尾·期末）如题图所示，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 ；当汽车受到的阻力为2000N时，不计绳重、滑轮重和滑轮自身摩擦，至少需要用 N的拉力才能拉动汽车，若汽车需要移动2m才能脱困，则绳子自由端需要移动 m。 12．（24-25九年级上·广东广州·月考）小明学习物理知识后知道，斜面通常可以在需要抬高物体时帮我们省力，并且了解到斜面的倾斜程度可以影响到省力情况。小明想探究“斜面的倾斜程度对省力况的影响”，请帮小明设计实验探究这个猜想。 (1)除了如图所示的器材以外，还需要的实验器材有： ； (2)根据实验目的设计记录数据的表格如下，其中①②③应分别填写① 、② 、③ ； ① ② ③ 1 2 3 (3)出现什么的数据能证明斜面可以省力 。 【易混易错题】 13．（24-25八年级下·甘肃兰州·期末）如图所示，是某手摇晾衣架简化示意图。横梁和衣架总重56N，每个动滑轮都重2N，图中有定滑轮 个，动滑轮 个，不计绳重、绳的粗细及轮与轴摩擦，则静止时绳子自由端的拉力F= N。若绳轴的直径是0.1m，手柄逆时针转动10周，可将横梁提升 m。（π取3.14） 14．（24-25九年级下·全国·周测）在同一水平面上用滑轮以下列图片所示的三种方式拉动同一物块做匀速直线运动，所用水平拉力分别为、、（滑轮和绳的重力及滑轮与绳间的摩擦不计）。其中滑轮属于动滑轮的是图 ，、、三个力的大小关系为 。 15．（25-26九年级上·江苏·期中）小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图A处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们，两根木棍和绳子组成的机械相当于 ，小明受到的拉力 （选填“大于”、“小于”或“等于”）小杰受到的拉力；如果小华对绳子的拉力为F；则小杰双手受到的拉力为 F。 16．（24-25八年级下·江西九江·期中）如图所示，工人利用滑轮组用最小为150N的力将重400N的物体拉起，绳子自由端匀速移动了9m，不计摩擦及绳重。 (1)在图中画出最省力的绳子绕法； (2)物体上升的高度是多少？ (3)若绳子所能承受的最大拉力为500N，用此滑轮组能提升的最大物重是多少？ 【真题链接】 17．（2025·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 18．（2025·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 19．（2025·四川成都·中考真题）在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是、，则、的大小关系是 ；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 m。 20．（2022·甘肃兰州·中考真题）小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。 （1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 ； （2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向 拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 （选填“A”、“ B”或“C”）点。 实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N 1 1.0 0.7 2 1.5 1.0 3 2.0 1.3 21．（24-25八年级下·山东济宁·月考）如图所示是小海同学研究定滑轮和动滑轮特点的实验装置。 实验序号 钩码重 钩码上升高度 测力计示数 测力计移动距离 甲 乙 丙 (1)在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，下列操作方法正确的是_________。 A．随意拉动钩码 B．拉着钩码保持静止 C．匀速向上拉动钩码 (2)他按图示提起钩码时，测得的数据如上表所示。 比较弹簧测力计示数的大小，可知使用动滑轮的好处是 ； 比较弹簧测力计拉力的方向，可知使用定滑轮的好处是 ； 把钩码升高相同的高度，比较弹簧测力计移动的距离，可知使用动滑轮 。 (3)在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得不方便读数，于是把弹簧测力计倒过来，即弹簧测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，弹簧测力计示数会 （选填“变大”“变小”或“不变”），理由是 。 22．（24-25八年级下·安徽六安·期中）小明用如图所示的滑轮组提升重物。当小明用该装置匀速提升600N的重物时，绳子上的拉力为350N；若不计绳重和摩擦，求： (1)动滑轮的重力为多少？ (2)若要匀速提升800N的重物，则绳子上的拉力变为多少？ 23．（24-25八年级下·安徽马鞍山·期末）如图所示，站在水平地面上的人用滑轮组拉着物体匀速上升，物体重力为400N，每个滑轮重力是50N（不计所有摩擦力和绳自重），求： (1)在图中画出滑轮组最省力时绳子的绕法； (2)人在绳子自由端的拉力是多少？ (3)若绳子自由端通过的距离是1.2m，则物体上升的高度是多少？ (4)若人的体重是500N，该装置最多可以提升多重的物体？ / 学科网（北京）股份有限公司 $