专题17滑轮同步讲义(知识梳理+题型精析+强化巩固专练+新课预习) --2025-2026学年人教版八年级物理下册

专题17滑轮同步讲义 【题型01 定滑轮的概念与特点】...................................2 【题型02 动滑轮的概念与特点】...................................3 【题型03 动滑轮与定滑轮辨析】...................................5 【题型04 动滑轮拉力与距离计算】.................................7 【题型05 滑轮组的构成及特点】...................................9 【题型06 滑轮组的连线问题】....................................11 【题型07 滑轮组承重与拉力关系】................................13 【题型08 轮轴模型及相关计算】..................................15 【题型09 生活中简单继续的应用】................................17 【综合题型7题】................................................19 ★知识梳理★ 知识点01:定滑轮 定义：轴固定不动的滑轮。 实质：等臂杠杆。 特点：不省力，可改变力的方向。 公式：F=G，s=h（不计绳重、摩擦）。 知识点02:动滑轮 定义：轴随物体一起运动的滑轮。 实质：省力杠杆（动力臂 = 2× 阻力臂）。 特点：省一半力，不能改变力的方向，费距离。 公式：F=(G+G动)，s=2h（不计绳重、摩擦）。 知识点03:滑轮组 定义：定滑轮 + 动滑轮的组合装置。 特点：既能省力，又能改变力的方向。 关键：承重绳子段数n。 公式：F=(G+G动)，s=nh（不计绳重、摩擦）。 绕线：奇动偶定（n为奇数从动滑轮起，n为偶数从定滑轮起）。 知识点04:斜面 实质：省力机械。 公式：W有用=Gh，W总=Fs，η=（不计摩擦时F=）。 【题型1.定滑轮的概念与特点】 【典例】学校的国旗杆顶部装有一个滑轮，如图所示。此滑轮属于__滑轮，这种滑轮的作用是__。 【答案】 定 改变力的方向 【详解】[1][2]由图可知，该滑轮轴是固定不动的，因此是定滑轮，它可以改变力的方向，但不可以省力。 【跟踪专练1】升旗时，利用旗杆顶部的定滑轮（　　） A．可以省力 B．费距离 C．可以省距离 D．可以改变拉力方向 【答案】D 【详解】使用定滑轮的优点是可以改变力的方向，但不能省力也不能省距离，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【跟踪专练2】如图所示，一位体重为600N的学生，利用定滑轮提起重200N的物件。定滑轮本质上是一个______（等臂/省力/费力）杠杆，该学生利用此装置能提起物件的最大重力为______N，不计绳重和滑轮摩擦，当他向右行走时，物件匀速上升，作用在绳子上的拉力F将______（变大/变小/不变）。 【答案】 等臂 600 不变 【详解】[1]定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向，定滑轮实质上是一个等臂杠杆。 [2]该学生利用此装置能提起最大物件的重力等于他自身的重力，为600N。 [3]该学生向右行走时，拉力方向改变，不计绳重和滑轮摩擦，绳子拉力F将不变，始终等于物体的重力。 【跟踪专练3】月球上高真空、强辐射，重力约为地球的，我国计划于2030年前实现载人登月，随后在月球开展科研基地建设，假设一名身穿航天服总质量为192kg的航天员，在月球上用定滑轮提起重物，如图所示，他最多可以提起的重物质量为（　　） A．32kg B．64kg C．192kg D．1152kg 【答案】C 【详解】定滑轮只改变力的方向，不省力，所以航天员在月球上用定滑轮提起重物，最多可以提起的重物重力与他在月球的总重力相同，根据可知，质量也相同（提起的重物质量等于他航天员的总质量），因此他最多可以提起的重物质量为192kg。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【题型2.动滑轮的概念与特点】 【典例】动滑轮：滑轮的位置随被拉动物体一起改变的叫作______。 【答案】动滑轮 【详解】使用滑轮时，滑轮的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。动滑轮能省力，不能改变力的方向，且费距离。 【跟踪专练1】如图所示，建筑工地上，工人用动滑轮来提升货物，目的是为了（　　） A．改变拉力方向 B．减少拉力大小 C．减少物体的重力 D．减少拉力移动的距离 【答案】B 【详解】建筑工地上，工人用动滑轮来提升货物，目的是为了省力，即减小拉力大小。而改变拉力的方向是定滑轮的作用，减少物体的重力以及减少拉力移动的距离并不是使用动滑轮工作的作用。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【跟踪专练2】动滑轮实质上是一个_______杠杆。如图所示，物体重400N，滑轮重10N（绳重、摩擦不计），若要匀速提升重物，则自由端匀速竖直向上的拉力F为_______N，若拉力F的方向向右倾斜一些，如图中虚线所示，则拉力将_______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 省力 205 变大 【详解】[1]动滑轮使用时，由两段绳子承担物体和滑轮的重力，可以省力，其实质是一个动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆。 [2]由题意可得： [3]因为若拉力的方向向右倾斜一些，动力臂减小，所以根据杠杆平衡条件可知拉力将变大。 【跟踪专练3】如图所示的各种工具，正常使用时省力的是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．筷子 D．食品夹 【答案】B 【详解】A．图中为定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，使用时既不省力，也不省距离，故A不符合题意； B．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，若不计轮重和摩擦，可以省一半的力，故B符合题意； CD．筷子和食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故CD不符合题意。 故选B。 【题型3.动滑轮与定滑轮辨析】 【典例】如图所示，同一滑轮采用甲、乙两种连接方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N（绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计），则手的拉力：F甲______F乙；机械效率η甲______η乙（均选填“＞”“＜”或“＝”）。 【答案】 ＞ ＞ 【详解】[1]由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力为 F甲＝G＝100N 乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，为 F乙(G+G动)(100N+20N)＝60N 所以F甲＞F乙。 [2]两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的额外功要多，总功也多，根据机械效率公式η100%可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，所以η甲＞η乙。 【跟踪专练1】下图所示的壁雕展示了古人修桥的智慧与匠心。从图中可以看到，两名工匠正在使用滑轮将一块巨石抬起。下列对该滑轮说法正确的是（　　） A．该滑轮是一个动滑轮 B．使用此滑轮可以省力 C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．使用此滑轮可以省距离 【答案】C 【详解】A.该滑轮的轴固定不动，属于定滑轮（动滑轮的轴随物体运动），故A错误； BD.定滑轮的特点是不省力，也不省距离，只能改变力的方向，故BD错误； C.定滑轮的核心作用是改变力的方向，工匠通过滑轮可将向下的拉力转换为向上提升巨石的力，故C正确； 故选C。 【跟踪专练2】如图（a）、（b）所示的滑轮应用情景中，不计摩擦、绳重和滑轮重力。用大小为10N的力F分别匀速提起甲、乙两个物体，图（b）中物体乙的重力大小为___________N；国旗杆顶部上的滑轮与___________图（选填“a”或“b”）滑轮原理相同。 【答案】 20 a 【详解】[1]由图知，（a）不随货物一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆；（b）是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆；由图（b）知，不计摩擦、绳重和滑轮重力，能省一半力，即拉力 则 [2]旗手向下拉绳子，国旗徐徐上升，旗杆顶部安装的滑轮的轴不随国旗移动，该滑轮是一个定滑轮，可以改变动力的方向，故国旗杆顶部上的滑轮与a滑轮原理相同。 【跟踪专练3】把质量相等的A、B两物体挂在如图所示滑轮组下面，不计绳重、滑轮重和摩擦，放手后（　　） A．A、B均静止 B．无法确定A、B的运动情况 C．A上升 D．A下降 【答案】D 【详解】B所在的滑轮随重物一起移动，为动滑轮，动滑轮省一半的力，A所在的滑轮不随重物一起移动，为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，则重力相等，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，将B拉起只需A重力的一半即可，所以放手后A下降，B上升。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【题型4.动滑轮拉力与距离计算】 【典例】如图所示，物体A以2厘米/秒的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3牛，水平拉力F=___________牛，物体A受到的摩擦力f=___________牛，2秒内拉力F走过的距离___________米。（不计轮、绳重、摩擦） 【答案】 3 6 0.08 【详解】[1]水平拉力F与弹簧测力计的示数相等，则拉力F=3N。 [2]动滑轮省一半力，拉力F是摩擦力的一半，摩擦力 [3]由得物体A移动的距离 绳子自由端移动的距离 【跟踪专练1】图中，拉力F拉着物体上升了 2m，物体重力为 10N（滑轮重、滑轮与绳子间摩擦力不计），则（　　） A．F=5N，F移动了2m B．F=10N，F移动了4m C．F=10N，F 移动了2m D．F=5N，F 移动了4m 【答案】D 【详解】由图可知，这是一个动滑轮，n=2，滑轮重、滑轮与绳子间摩擦力不计，则拉力为 绳端移动的距离 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【跟踪专练2】生活中常用到滑轮．如图甲所示，旗杆顶部有一个固定的滑轮，它是______滑轮；图乙是小明自制的一个健身器，已知滑轮的质量为，健身时小明双手握住握杆竖直向上匀速拉起的杠铃片总质量为，不计绳重与摩擦，此时握杆对绳子的拉力为______N。（g取） 【答案】 定 225 【详解】[1]旗杆顶部的滑轮使用时固定不动，属于定滑轮。 [2]图乙中是动滑轮，有效绳子段数为2，不计绳重与摩擦，握杆对绳子的拉力为 【跟踪专练3】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 【详解】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。 【题型5.滑轮组的构成及优点】 【典例】如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物，若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　） A．甲方式可以省力 B．乙方式不能改变力的方向 C．甲、乙两图拉力相等 D．两种方式做的有用功相同 【答案】D 【详解】A．图甲中两个滑轮都是定滑轮，定滑轮不能省力，故A错误； B．图乙中有一个定滑轮和一个动滑轮，即省力又改变了力的方向，故B错误； C．忽略绳重和摩擦，图甲中拉力等于物重，图乙中拉力等于物体和动滑轮总重力的一半，甲、乙两图拉力不相等，故C错误； D．图甲和图乙将相同货物提升相同高度，则两种方式所做的有用功相同，故D正确。 故选D。 【跟踪专练1】走路时，如果一只脚不小心踩到另一只脚上松开的鞋带，人容易向___________（选填“前”或“后”）拌倒。如图所示，我们向两边拉扯鞋带，鞋帮就会收紧。这与简单机械中___________（选填“杠杆”、“滑轮组”或“斜面”）的省力原理相同。 【答案】 前 滑轮组 【详解】[1]踩到鞋带后，脚不能抬起，停止运动，身体因为惯性，继续保持原来状态，身体向前倾。 [2]定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组，使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。穿好的鞋带两端向两边拉扯，鞋帮就会收紧，达到省力的效果，这与简单机械中滑轮组的省力原理相同。 【跟踪专练2】有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（　　） A．绳子自由端被拉了 B．这个滑轮组能省距离 C．这个滑轮组能省力 D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离 【答案】C 【详解】A．由图知，承担物重的绳子段数，根据（是物体提升高度 ），物体提升2m，则绳子自由端移动距离，故A错误； BCD．滑轮组的特点是可以省力，但费距离，不能省功。此滑轮组能省力，不能省距离，故BD错误，C正确； 故选C。 【跟踪专练3】如图所示，物体甲、乙在滑轮组的作用下均保持静止，物体甲重12N，乙重10N，不计滑轮重、绳重和摩擦时，则A点受到的力是________N，B点受到的力是________N，物体甲对地面的压力是________N。 【答案】 5 10 7 【详解】[1][2]由题知，物体乙重，因为提升物体乙的滑轮为动滑轮，所以绳子上的拉力 点受到的力 B点受到的力 地面对甲的支持力 由力的作用相互性可知，甲对地面的压力 【题型6.滑轮组的连线问题】 【典例】滑轮组：为了既省力又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成_______。 【答案】滑轮组 【详解】定滑轮可改变力的方向，动滑轮可以省力，所以为了既省力又改变力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。 【跟踪专练1】如图所示是同学们所画的几种日常生活情景的示意图，其中正确的是（　　） A．图甲，滑轮组最省力的绕绳方法 B．图乙，斜面上容器内漂浮小球的重力示意图 C．图丙，作用在杠杆上的动力F的力臂是l D．图丁，正在水平面上运动的冰壶所受的摩擦力f 【答案】D 【详解】A．对于滑轮组，要最省力，绳子段数应尽可能多。从动滑轮开始绕线时，绳子段数最多。图甲不是从动滑轮开始绕线，不是最省力的绕绳方法，故A错误； B．重力的方向是竖直向下的，图乙中斜面上容器内漂浮小球的重力方向应竖直向下，而图中方向错误，故B错误； C．力臂是从支点到力的作用线的距离。图丙中作用在杠杆上的动力F的力臂应是从支点O到动力F作用线的垂直距离，图中所标l不是力臂，故C错误； D．正在水平面上运动的冰壶，受到与运动方向相反的摩擦力f，图丁中摩擦力f的方向正确，故D正确。 故选D。 【跟踪专练2】如图所示，两位同学各持一根较光滑的木棍，在相距1m处面对面站立。另外一位同学取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按图所示依次绕过两根木棍，木棍和绳子组成了一种简单机械，叫______________，然后用较小的力缓慢拉动绳子的另一端，这两根木棍将______________（选填“靠拢”或“分开”）。 【答案】 滑轮组 靠拢 【详解】[1][2]由题意可知，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，那么两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组；用较小的力可以使两根木棍靠拢，说明了使用滑轮组可以省力。 【跟踪专练3】下列力的示意图不符合选项的是（　　） A．甲：小海站在A处用滑轮组提升重物最省力的绕线方法 B．乙：重力为3N的小球所受的浮力和重力的示意图 C．丙：用杠杆提升重物时，此时动力F1最小 D．丁：木块静止在斜面上，它所受的重力和它对斜面压力的示意图 【答案】C 【详解】A．一定一动滑轮组，当动滑轮绳子股数为时最省力，故A正确，不符合题意； B．小球悬浮，浮力等于重力，图中所画正确，故B不符合题意； C．力最小，需要动力臂最大，当支点到力的作用点的距离作为力臂是最小的，故图中所画错误，符合题意； D．木块静止在斜面上，它所受的重力竖直向下，作用在重心，它对斜面压力作用在斜面上，且垂直斜面向下，故D正确，不符合题意。 故选C。 【题型7.滑轮组承重与拉力关系】 【典例】如图所示，工人要将一块重900N的建材运到10m高处，装置中每个滑轮重100N，建材上升的速度是0.8m/s。在施工过程中，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，工人的拉力为________N；人拉绳运动的距离为_________m。 【答案】 500 20 【详解】[1]有两股绳，拉力为 [2]人拉绳运动的距离为 s=2h=2×10m=20m 【跟踪专练1】如图所示，在拉力F的作用下，总重40N的物体被匀速提升了20cm。若不计滑轮的重力和摩擦力，则拉力F及其向上移动的距离s分别为（　　） A．F=40N，s=0.2m B．F=40N，s=0.4m C．F=20N，s=0.2m D．F=20N，s=0.4m 【答案】D 【详解】若不计滑轮的重力和摩擦力，此时拉力 拉力F向上移动的距离，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【跟踪专练2】水平桌面上放一个重300 N的物体，物体与桌面的摩擦力为60 N，如图所示，若不考虑滑轮、绳的重力和绳的摩擦，使物体以匀速移动时，水平拉力为__________，其功率的大小为__________W，拉力作用点移动的速度为__________。 【答案】 20 6 0.3 【详解】[1]由图可知，该装置为滑轮组，承担拉力的绳子有效股数 n = 3，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，滑轮组对物体的拉力等于物体受到的摩擦力。设水平拉力为 F，物体与桌面的摩擦力为 f，不考虑滑轮、绳的重力和绳的摩擦，水平拉力 F 的大小为 [2][3]拉力作用点移动的速度是物体移动速度的 n 倍 根据功率公式 ，可得拉力的功率为 【跟踪专练3】如下列图片所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体。若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中使用的拉力最小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】第一幅图和第四幅图滑轮组由2段绳子承担动滑轮和物体的重力，所以拉力； 第二幅图由3段绳子承担动滑轮和物体的重力，所以拉力； 第三幅图使用的是2个定滑轮，所以拉力；由此可知，拉力F最小的是，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【题型8.轮轴模型及相关计算】 【典例】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 【详解】[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。 【跟踪专练1】某款升降晾衣架如图所示，转动摇把可以控制晾衣架的升降，方便拿取衣物。它的构造中包含了多个物理模型，其中晾衣架的摇把属于下列物理模型中的（    ） A．动滑轮 B．斜面 C．滑轮组 D．轮轴 【答案】D 【详解】晾衣架的摇把由有共同转动轴的大轮和小轮组成，属于轮轴，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【跟踪专练2】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 【详解】[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 【跟踪专练3】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。如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和的力臂，如图乙所示。根据杠杆的平衡条件，可得，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。以下说法错误的是（   ） A．轮轴的实质是变形的杠杆，如果动力作用在轮上就可以省力 B．若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，动力是阻力的5倍 C．如图丙所示自行车，脚蹬和曲柄带动齿盘转动是一个省力轮轴 D．如图丁所示螺丝的螺纹是一个省力轮轴 【答案】B 【详解】A.轮轴的实质是变形的杠杆，当动力作用在轮上时，轮半径R是动力臂，轴半径r是阻力臂，因为，根据杠杆平衡条件可得，，所以可以省力，故A 正确，不符合题意； B.已知螺丝刀轮半径，轴半径，由可得，，所以作用在螺丝刀上的动力是阻力的，故B错误，符合题意； C.在自行车中，脚蹬和曲柄带动齿盘转动，此时动力作用在轮上，阻力作用在轴上，轮半径大于轴半径，根据轮轴的省力原理，这是一个省力轮轴，故C正确，不符合题意； D.螺丝的螺纹可以看作是一个轮轴，使用时动力作用在轮（螺丝刀等工具转动的部分相当于轮）上，阻力作用在轴（螺丝的螺纹部分相当于轴）上，轮半径大于轴半径，是省力轮轴，故D正确，不符合题意。 故选B。 【题型9.生活中简单机械的应用】 【典例】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 【详解】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。 【跟踪专练1】荆邑大桥位于宜兴市城东新区，横跨城南河、大溪河及溪隐小岛，连接城市南北交通。其主体为两个巨大的弧形拱塔，主拱塔高73.76米，副拱塔高61.7米，形成独特的形结构，兼具现代感与艺术性，如图所示，甲图为荆邑大桥，乙图为其结构图，从桥梁结构的类型看，宜兴荆邑大桥属于（    ） A．拱桥 B．悬索桥 C．斜拉桥 D．梁式桥 【答案】C 【详解】如图乙所示，该桥有塔，且有斜拉索将桥面与塔相连，属于典型的斜拉桥的结构特点，所以可知宜兴荆邑大桥属于斜拉桥，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【跟踪专练2】图甲是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中鼎。图甲滑轮是______（选填“定”或“动”）滑轮，使用图乙中机械______（选填“能”或“不能”）省力。 【答案】 定 能 【详解】[1]图甲滑轮的轴固定不动，不随物体上升而上升，是定滑轮。 [2]图乙中机械由轮和轴组成，是轮轴，动力施加在轮上，使用轮轴可以省力。 【跟踪专练3】如图所示的四种简单机械中，不能省力的装置是（　　） A．定滑轮 B．斜面 C． 门把手 D． 水龙头 【答案】A 【详解】A．定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力，故A符合题意； B．斜面是一种省力机械，但是费距离，故B不符合题意； C．门把手是轮轴，轮半径大于轴半径，在使用时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故C不符合题意； D．水龙头是轮轴，轮半径大于轴半径，在使用时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故D不符合题意。 故选A。 【实验题】 1．小明同学研究滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，如图所示为研究过程。 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 (1)比较图中的（a）（b）（c）（d）四图可知：定滑轮不能省力，但可_________； (2)小明同学又按照如图（e）所示的装置对动滑轮特点进行了多次探究，实验数据见下表。提升重物时应该注意沿________匀速拉动弹簧测力计； (3)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。该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑________。 【答案】(1)改变力的方向 (2)竖直方向 (3)动滑轮重力 【详解】（1）比较图中的（a）（b）（c）（d）四图可知：，拉力的方向都不相同，即使用定滑轮时不能省力，但可改变力的方向。 （2）在实验过程中，应沿竖直向上方向匀速拉动装置，让整个装置处于平衡状态，所受的力是平衡力。 （3）“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。所以该实验中出现偏差的主要原因是：没有考虑动滑轮重力（摩擦力）。 2． (1)图所示弹簧测力计的示数为________N。 (2)如图甲、乙所示，用相同的滑轮组采用不同绕绳方法提升同一重物，绳端拉力较小的是______。（选填“甲”或“乙”） 【答案】(1)2.8 (2)甲 【详解】（1）由图可知，弹簧测力计分度值为0.2N，其示数为2.8N。 （2）使用滑轮组提升重物时，承担物重的绳子股数越多越省力，由图可知，甲滑轮组承担物重的绳子股数n=3，乙滑轮组承担物重的绳子股数n=2，所以使用甲滑轮组拉力较小。 【计算题】 3．某场馆建设过程中，采用下图所示的装置。工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N，该工人重500N，绳子自由端受到的拉力为220N，不计滑轮组的绳重和摩擦。 (1)求绳子自由端移动的距离。 (2)若绳子能承受的最大拉力为600N，该工人利用此滑轮组提起重物，最多能提起多重的物体？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数。 绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系为： 代入数据得：； （2）不计绳重和摩擦，拉力F与物重G、动滑轮重之间的关系为： 根据题中初始条件，可求出动滑轮的重力：； 工人站在水平地面上，他对绳子的最大拉力不能超过自身的重力，否则他会被绳子拉离地面。 又因为绳子能承受的最大拉力为600N，工人的重力为500N，所以绳子自由端的最大拉力。 利用此滑轮组能提起的最大物重为：； 代入数据得：。 【作图题】 4．请在图中画出该滑轮的动力臂和阻力臂。 【答案】 【详解】动滑轮的支点O在固定绳与轮的接触点；F为动力，作用点在绳与轮最右边的接触点；阻力作用点在轴上，方向竖直向下；过支点O分别向动力的作用线和阻力的作用线做垂线段，标上动力臂和阻力臂，如图所示： 5．用轻质滑轮组将重为的物体提起来（不计绳重与摩擦），请按要求画出不同绕线方法。要求：，。 【答案】 【详解】用轻质滑轮组将重为的物体提起来（不计绳重与摩擦）。左边滑轮组中，有两个动滑轮和一个定滑轮，要求，即绳子承重股数为4股，所以绳子始端固定在定滑轮的下挂钩上，然后依次绕过下面的动滑轮、上面的定滑轮、下面的动滑轮，如下图左图所示；右边滑轮组中，有两个动滑轮和一个定滑轮，要求，即绳子承重股数为3股，所以绳子始端固定在动滑轮的挂钩上，然后依次是上面的定滑轮和下面的动滑轮。如下图右图所示： 【简答题】 6．盘山公路是斜面的一种应用。盘山公路修得弯弯曲曲如盘龙，汽车沿着盘山公路可以驶上高耸入云的山峰。为什么上山的路要修得弯弯曲曲，而不是从山下直通山顶？ 【答案】见解析 【详解】盘山公路是斜面的变形，应用了斜面原理，盘山公路总是修得弯弯曲曲，环绕山坡盘山而上，而不是从山下直通山顶，这是增加斜面的长度，更省力。 【综合题】 7．在锻炼手臂及背部力量的时候，还会经常用到滑轮类健身器材。如图（a）、（b）所示是两类滑轮类健身器材简化示意图。它们通常由两个滑轮组合而成，在不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦的情况下，回答以下问题： (1)图（a）、（b）中属于动滑轮的是滑轮___________（选填“A”、“B”、“C”或“D”），它的好处是___________； (2)如图（a）所示要匀速提起配重。先求出需要对滑轮A施加力的大小，再求力F1的大小； (3)如图（b）所示要匀速提起配重： ①先求出需要对滑轮C施加力的大小，再求力F2的大小； ②若将配重提起0.5米，求力F2所做的功； (4)如图（c）所示是健身房还剩下的配重块（加上原来在器械上的配重一共7块），小华的力量比较大，想用196牛的力进行训练；而小丽则想用73.5牛的力进行训练。请你帮助他们在图（a）、（b）中，选择合适的器材，并分别计算出他们需要在配重盘上放置配重的总个数（该总个数包括原来配重盘上的配重）。 【答案】(1) C 可以省力 (2)49N (3)①；② (4)见解析，4、3 【详解】（1）[1]图（a）、（b）中属于C滑轮随物体一起运动，属于动滑轮。 [2]使用动滑轮C的好处是可以省力。 （2）不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦： 如图所示，要匀速提起配重，一块配重的重力 A滑轮的轴的位置固定不动，为定滑轮，使用定滑轮不能省力，此时对滑轮A施加力的大小 由于力的作用是相互的，滑轮B对滑轮A的力等于滑轮A对滑轮B的力， 同理， （3）如图所示要匀速提起配重，不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦： ①滑轮C是动滑轮，对滑轮C施加力的大小 滑轮D是定滑轮，不能省力， ②若将配重提起0.5m，绳子自由端移动距离 力所做的功 （4）小华的力量较大，为了使需要的配重个数最少，可以利用不省力的图装置，配重的重力 配重的质量 需要4块配重； 小丽的力量较小，利用图装置，配重的重力 配重的质量 需要3块配重。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题17滑轮同步讲义 【题型01 定滑轮的概念与特点】...................................2 【题型02 动滑轮的概念与特点】...................................3 【题型03 动滑轮与定滑轮辨析】...................................3 【题型04 动滑轮拉力与距离计算】.................................5 【题型05 滑轮组的构成及特点】...................................6 【题型06 滑轮组的连线问题】.....................................7 【题型07 滑轮组承重与拉力关系】.................................8 【题型08 轮轴模型及相关计算】...................................9 【题型09 生活中简单继续的应用】.................................10 【综合题型7题】.................................................11 ★知识梳理★ 知识点01:定滑轮 定义：轴固定不动的滑轮。 实质：等臂杠杆。 特点：不省力，可改变力的方向。 公式：F=G，s=h（不计绳重、摩擦）。 知识点02:动滑轮 定义：轴随物体一起运动的滑轮。 实质：省力杠杆（动力臂 = 2× 阻力臂）。 特点：省一半力，不能改变力的方向，费距离。 公式：F=(G+G动)，s=2h（不计绳重、摩擦）。 知识点03:滑轮组 定义：定滑轮 + 动滑轮的组合装置。 特点：既能省力，又能改变力的方向。 关键：承重绳子段数n。 公式：F=(G+G动)，s=nh（不计绳重、摩擦）。 绕线：奇动偶定（n为奇数从动滑轮起，n为偶数从定滑轮起）。 知识点04:斜面 实质：省力机械。 公式：W有用=Gh，W总=Fs，η=（不计摩擦时F=）。 【题型1.定滑轮的概念与特点】 【典例】学校的国旗杆顶部装有一个滑轮，如图所示。此滑轮属于__滑轮，这种滑轮的作用是__。 【跟踪专练1】升旗时，利用旗杆顶部的定滑轮（　　） A．可以省力 B．费距离 C．可以省距离 D．可以改变拉力方向 【跟踪专练2】如图所示，一位体重为600N的学生，利用定滑轮提起重200N的物件。定滑轮本质上是一个______（等臂/省力/费力）杠杆，该学生利用此装置能提起物件的最大重力为______N，不计绳重和滑轮摩擦，当他向右行走时，物件匀速上升，作用在绳子上的拉力F将______（变大/变小/不变）。 【跟踪专练3】月球上高真空、强辐射，重力约为地球的，我国计划于2030年前实现载人登月，随后在月球开展科研基地建设，假设一名身穿航天服总质量为192kg的航天员，在月球上用定滑轮提起重物，如图所示，他最多可以提起的重物质量为（　　） A．32kg B．64kg C．192kg D．1152kg 【题型2.动滑轮的概念与特点】 【典例】动滑轮：滑轮的位置随被拉动物体一起改变的叫作______。 【跟踪专练1】如图所示，建筑工地上，工人用动滑轮来提升货物，目的是为了（　　） A．改变拉力方向 B．减少拉力大小 C．减少物体的重力 D．减少拉力移动的距离 【跟踪专练2】动滑轮实质上是一个_______杠杆。如图所示，物体重400N，滑轮重10N（绳重、摩擦不计），若要匀速提升重物，则自由端匀速竖直向上的拉力F为_______N，若拉力F的方向向右倾斜一些，如图中虚线所示，则拉力将_______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 【跟踪专练3】如图所示的各种工具，正常使用时省力的是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．筷子 D．食品夹 【题型3.动滑轮与定滑轮辨析】 【典例】如图所示，同一滑轮采用甲、乙两种连接方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N（绳重及滑轮和轴处的摩擦忽略不计），则手的拉力：F甲______F乙；机械效率η甲______η乙（均选填“＞”“＜”或“＝”）。 【跟踪专练1】下图所示的壁雕展示了古人修桥的智慧与匠心。从图中可以看到，两名工匠正在使用滑轮将一块巨石抬起。下列对该滑轮说法正确的是（　　） A．该滑轮是一个动滑轮 B．使用此滑轮可以省力 C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．使用此滑轮可以省距离 【跟踪专练2】如图（a）、（b）所示的滑轮应用情景中，不计摩擦、绳重和滑轮重力。用大小为10N的力F分别匀速提起甲、乙两个物体，图（b）中物体乙的重力大小为___________N；国旗杆顶部上的滑轮与___________图（选填“a”或“b”）滑轮原理相同。 【跟踪专练3】把质量相等的A、B两物体挂在如图所示滑轮组下面，不计绳重、滑轮重和摩擦，放手后（　　） A．A、B均静止 B．无法确定A、B的运动情况 C．A上升 D．A下降 【题型4.动滑轮拉力与距离计算】 【典例】如图所示，物体A以2厘米/秒的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3牛，水平拉力F=___________牛，物体A受到的摩擦力f=___________牛，2秒内拉力F走过的距离___________米。（不计轮、绳重、摩擦） 【跟踪专练1】图中，拉力F拉着物体上升了 2m，物体重力为 10N（滑轮重、滑轮与绳子间摩擦力不计），则（　　） A．F=5N，F移动了2m B．F=10N，F移动了4m C．F=10N，F 移动了2m D．F=5N，F 移动了4m 【跟踪专练2】生活中常用到滑轮．如图甲所示，旗杆顶部有一个固定的滑轮，它是______滑轮；图乙是小明自制的一个健身器，已知滑轮的质量为，健身时小明双手握住握杆竖直向上匀速拉起的杠铃片总质量为，不计绳重与摩擦，此时握杆对绳子的拉力为______N。（g取） 【跟踪专练3】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 【题型5.滑轮组的构成及优点】 【典例】如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物，若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　） A．甲方式可以省力 B．乙方式不能改变力的方向 C．甲、乙两图拉力相等 D．两种方式做的有用功相同 【跟踪专练1】走路时，如果一只脚不小心踩到另一只脚上松开的鞋带，人容易向___________（选填“前”或“后”）拌倒。如图所示，我们向两边拉扯鞋带，鞋帮就会收紧。这与简单机械中___________（选填“杠杆”、“滑轮组”或“斜面”）的省力原理相同。 【跟踪专练2】有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（　　） A．绳子自由端被拉了 B．这个滑轮组能省距离 C．这个滑轮组能省力 D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离 【跟踪专练3】如图所示，物体甲、乙在滑轮组的作用下均保持静止，物体甲重12N，乙重10N，不计滑轮重、绳重和摩擦时，则A点受到的力是________N，B点受到的力是________N，物体甲对地面的压力是________N。 【题型6.滑轮组的连线问题】 【典例】滑轮组：为了既省力又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成_______。 【跟踪专练1】如图所示是同学们所画的几种日常生活情景的示意图，其中正确的是（　　） A．图甲，滑轮组最省力的绕绳方法 B．图乙，斜面上容器内漂浮小球的重力示意图 C．图丙，作用在杠杆上的动力F的力臂是l D．图丁，正在水平面上运动的冰壶所受的摩擦力f 【跟踪专练2】如图所示，两位同学各持一根较光滑的木棍，在相距1m处面对面站立。另外一位同学取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按图所示依次绕过两根木棍，木棍和绳子组成了一种简单机械，叫______________，然后用较小的力缓慢拉动绳子的另一端，这两根木棍将______________（选填“靠拢”或“分开”）。 【跟踪专练3】下列力的示意图不符合选项的是（　　） A．甲：小海站在A处用滑轮组提升重物最省力的绕线方法 B．乙：重力为3N的小球所受的浮力和重力的示意图 C．丙：用杠杆提升重物时，此时动力F1最小 D．丁：木块静止在斜面上，它所受的重力和它对斜面压力的示意图 【题型7.滑轮组承重与拉力关系】 【典例】如图所示，工人要将一块重900N的建材运到10m高处，装置中每个滑轮重100N，建材上升的速度是0.8m/s。在施工过程中，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，工人的拉力为________N；人拉绳运动的距离为_________m。 【跟踪专练1】如图所示，在拉力F的作用下，总重40N的物体被匀速提升了20cm。若不计滑轮的重力和摩擦力，则拉力F及其向上移动的距离s分别为（　　） A．F=40N，s=0.2m B．F=40N，s=0.4m C．F=20N，s=0.2m D．F=20N，s=0.4m 【跟踪专练2】水平桌面上放一个重300 N的物体，物体与桌面的摩擦力为60 N，如图所示，若不考虑滑轮、绳的重力和绳的摩擦，使物体以匀速移动时，水平拉力为__________，其功率的大小为__________W，拉力作用点移动的速度为__________。 【跟踪专练3】如下列图片所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体。若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中使用的拉力最小的是（　　） A． B． C． D． 【题型8.轮轴模型及相关计算】 【典例】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。 【跟踪专练1】某款升降晾衣架如图所示，转动摇把可以控制晾衣架的升降，方便拿取衣物。它的构造中包含了多个物理模型，其中晾衣架的摇把属于下列物理模型中的（    ） A．动滑轮 B．斜面 C．滑轮组 D．轮轴 【跟踪专练2】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） 【跟踪专练3】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。如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和的力臂，如图乙所示。根据杠杆的平衡条件，可得，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。以下说法错误的是（   ） A．轮轴的实质是变形的杠杆，如果动力作用在轮上就可以省力 B．若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，动力是阻力的5倍 C．如图丙所示自行车，脚蹬和曲柄带动齿盘转动是一个省力轮轴 D．如图丁所示螺丝的螺纹是一个省力轮轴 【题型9.生活中简单机械的应用】 【典例】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）。 【跟踪专练1】荆邑大桥位于宜兴市城东新区，横跨城南河、大溪河及溪隐小岛，连接城市南北交通。其主体为两个巨大的弧形拱塔，主拱塔高73.76米，副拱塔高61.7米，形成独特的形结构，兼具现代感与艺术性，如图所示，甲图为荆邑大桥，乙图为其结构图，从桥梁结构的类型看，宜兴荆邑大桥属于（    ） A．拱桥 B．悬索桥 C．斜拉桥 D．梁式桥 【跟踪专练2】图甲是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中鼎。图甲滑轮是______（选填“定”或“动”）滑轮，使用图乙中机械______（选填“能”或“不能”）省力。 【跟踪专练3】如图所示的四种简单机械中，不能省力的装置是（　　） A．定滑轮 B．斜面 C． 门把手 D． 水龙头 【实验题】 1．小明同学研究滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，如图所示为研究过程。 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 (1)比较图中的（a）（b）（c）（d）四图可知：定滑轮不能省力，但可_________； (2)小明同学又按照如图（e）所示的装置对动滑轮特点进行了多次探究，实验数据见下表。提升重物时应该注意沿________匀速拉动弹簧测力计； (3)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。该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑________。 2． (1)图所示弹簧测力计的示数为________N。 (2)如图甲、乙所示，用相同的滑轮组采用不同绕绳方法提升同一重物，绳端拉力较小的是______。（选填“甲”或“乙”） 【计算题】 3．某场馆建设过程中，采用下图所示的装置。工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N，该工人重500N，绳子自由端受到的拉力为220N，不计滑轮组的绳重和摩擦。 (1)求绳子自由端移动的距离。 (2)若绳子能承受的最大拉力为600N，该工人利用此滑轮组提起重物，最多能提起多重的物体？ 【作图题】 4．请在图中画出该滑轮的动力臂和阻力臂。 5．用轻质滑轮组将重为的物体提起来（不计绳重与摩擦），请按要求画出不同绕线方法。要求：，。 【简答题】 6．盘山公路是斜面的一种应用。盘山公路修得弯弯曲曲如盘龙，汽车沿着盘山公路可以驶上高耸入云的山峰。为什么上山的路要修得弯弯曲曲，而不是从山下直通山顶？ 【综合题】 7．在锻炼手臂及背部力量的时候，还会经常用到滑轮类健身器材。如图（a）、（b）所示是两类滑轮类健身器材简化示意图。它们通常由两个滑轮组合而成，在不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦的情况下，回答以下问题： (1)图（a）、（b）中属于动滑轮的是滑轮___________（选填“A”、“B”、“C”或“D”），它的好处是___________； (2)如图（a）所示要匀速提起配重。先求出需要对滑轮A施加力的大小，再求力F1的大小； (3)如图（b）所示要匀速提起配重： ①先求出需要对滑轮C施加力的大小，再求力F2的大小； ②若将配重提起0.5米，求力F2所做的功； (4)如图（c）所示是健身房还剩下的配重块（加上原来在器械上的配重一共7块），小华的力量比较大，想用196牛的力进行训练；而小丽则想用73.5牛的力进行训练。请你帮助他们在图（a）、（b）中，选择合适的器材，并分别计算出他们需要在配重盘上放置配重的总个数（该总个数包括原来配重盘上的配重）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $