12.2 滑轮（核心考点+十三大题型讲练+难度分层训练 共46题）-2025-2026学年人教版（新教材）物理八年级下册同步培优精讲精练

本讲义聚焦“滑轮”核心知识点，系统梳理滑轮的定义与分类，详解定滑轮改变力的方向、动滑轮省力的特点，深入分析滑轮组的组装方法及拉力、距离计算，延伸至斜面和轮轴的工作原理，构建从基础概念到实际应用的完整学习支架。 该资料以科学探究为核心，设计定滑轮、动滑轮特点的实验探究题，培养学生实验操作与数据归纳能力。通过13种题型分层讲练和基础、培优双维度训练，兼顾不同学生需求。结合生活实例如旗杆滑轮、塔吊模型，渗透科学态度与责任，课中辅助教师高效授课，课后助力学生巩固提升、查漏补缺。

2025-2026学年人教版（新教材）物理八年级下册同步培优讲义【题型讲练】 课时12.3 滑轮 【第十二章 简单机械】 目标导航 1 核心考点 2 知识点一 滑轮分类及工作特点 2 知识点二 滑轮组的工作特点 3 知识点三 滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算 3 知识点四、斜面和轮轴以及滑轮组的设计与组装 3 题型讲练 5 题型一 定滑轮的概念、实质及特点 5 题型二 动滑轮的概念、实质及特点 5 题型三 辨析动滑轮与定滑轮的区别 6 题型四 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 6 题型五 设计实验探究定滑轮的特点 7 题型六 设计实验探究动滑轮的特点 8 题型七 滑轮组的构成及优点 9 题型八 滑轮组的连线问题 10 题型九 滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系 11 题型十 按照要求设计滑轮组 11 题型十一 斜面模型及相关计算 12 题型十二 轮轴模型及相关计算 13 题型十三 生活中简单机械的应用 13 分层训练 14 【基础夯实 巩固提升】 14 【培优拓展 思维创新】 17 2026年课程标准 物理素养 1、理解滑轮的定义及分类。 2、掌握定滑轮和动滑轮的特点。 3、学会滑轮组的组装与分析，计算拉力大小与移动距离。 物理观念：知道定滑轮可以改变力的方向，不省力，动滑轮可以省力但费距离，而且无法改变力的方向‌。 科学思维：知道定滑轮与动滑轮的实质（杠杆变形）‌‌。 科学探究：通过实验探究定滑轮、动滑轮及滑轮组的特点，记录数据并归纳规律‌。 科学态度与责任：通过实验操作培养严谨的科学态度，认识滑轮在工程中的实际价值‌。 知识点一 滑轮分类及工作特点 1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。滑轮分为定滑轮和动滑轮。 2.定滑轮工作特点： （1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。 （2）定滑轮的特点：通过定滑轮来拉钩码并不省力，通过或不通过定滑轮，弹簧测力计的读数是一样的，可见，使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。 3.动滑轮工作特点： （1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力，多费1倍距离。 （2）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离；这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离。 特别提醒 （1）定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径，根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。 （2）动滑轮的原理：动滑轮实质是个动力臂（L1）为阻力臂（L2）二倍的杠杆。 知识点二 滑轮组的工作特点 1.滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。 （1）使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 （2）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数。 特别提醒 用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh（n表示承担物重的绳子的段数）。 知识点三 滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算 1.使用滑轮组时（忽略摩擦阻力）：滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力；若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数。 其中：F拉—拉力，G动—动滑轮的重力，G物—被提升物体的重力，n—吊住动滑轮绳子的段数。 2.使用动滑轮时，条件不同，拉力的计算方法也不同。 （1）物体在竖直方向上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体重力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体和动滑轮重力之和的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体重力除以n和机械效率的乘积。 （2）物体在水平面上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体所受摩擦力除以n和机械效率的乘积。（注：n为滑轮的股数）。 特别提醒 （1）明确滑轮组绳子的有效股数是关键，再根据力的关系公式和移动距离的关系公式计算即可。 （2）解题的关键是掌握动滑轮费一倍距离省一半力这一特性，做题时注意是否考虑动滑轮的重力。 知识点四、斜面和轮轴以及滑轮组的设计与组装 1.滑轮组的设计： 第一步：确定动滑轮的个数。首先算出承担所要拉起重物与动滑轮的自重所需要的绳子的根数n，其方法和滑轮组绳子的绕法中的方法相同，然后我们根据每两根绳子需要一个动滑轮来确定动滑轮的个数。当n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，动滑轮的个数N= ；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，动滑轮的个数 N=。 第二步：确定定滑轮的个数。一般情况下，定滑轮的个数由绳子的段数n和拉力的方向共同决定。当n为奇数且拉力方向向下时，定滑轮的个数应为；拉力的方向向上时，定滑轮的个数为 ．当n为偶数且方向向下时，定滑轮的个数为 ；方向向上时，定滑轮的个数为 - 1。 2.滑轮组绳子的绕法： 第一步：确定绕过动滑轮的绳子的根数。首先根据题目中的条件，如绳子能承受的最大拉力F、要承担的重物G物和动滑轮的重力G动，计算出承担物重所需绳子段数n=+，如果算出的绳子段数不是整数，一律进一位。例如：所得结果为n=3.4时，我们应选择绳子的根数为4。 第二步：确定绳子固定端的位置和绳子的绕法。当绳子的根数n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，开始绕绳子；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，开始绕绳子。 3.轮轴 （1）轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。例如汽车方向盘、辘护等。 （2）轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径OA就是杠杆的动力臂l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂l2。 （3）轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。 （4）轮轴的公式：F1R=F2r； 4.斜面：斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。 特别提醒 （1）当动力作用于轴上时，轮轴为费力省距离杠杆，实际的例子有：自行车后轮与轮上的飞盘（小齿轮）、吊扇的扇叶和轴都是费力轮轴的应用。 （2）用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G．不计阻力时，根据功的原理得FL=Gh，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。日常生活中常见的斜面，如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。 题型一 定滑轮的概念、实质及特点 【典型例题】如图所示，物体A重35N，物体B重20N，不计绳重和摩擦，静止时A对水平地面的压力为______N；若在右端绳子上施加一个力，使A、B一起匀速运动，当B下降0.1m时，A上升_______m。 【变式】如图是旗杆顶部固定的滑轮，它是________（选填“定”或“动”）滑轮，其作用是改变力的________。 题型二 动滑轮的概念、实质及特点 【典型例题】如图所示，小明用大小为100N、沿竖直方向向上的拉力将重为180N的物体匀速提升2m，用时10s。小明使用该滑轮是为了改变力的_________（选填“大小”或“方向”），此过程中克服物体所受重力做功_________J，拉力做功的功率是_________W。 【变式】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”）。 题型三 辨析动滑轮与定滑轮的区别 【典型例题】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 【变式】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。 题型四 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 【典型例题】质量是6kg的物体A放在水平桌面上，小樱利用如图所示的装置用6N的拉力匀速拉动绳子自由端5s，物体A运动速度为0.5m/s，下列判断正确的是（　　） A．绳子自由端移动5m B．绳子自由端移动速度为1.0m/s C．若物体A的质量增大，则拉力增大 D．由于存在，物体A受到的摩擦力大于12N 【变式】如图所示，工人在竖直方向用200N的力拉绳子，通过动滑轮吊起一个水泥桶。在匀速提升物体的过程中，不计绳重、动滑轮重及摩擦，则被拉动的物体的重力为______N；物体被提升3m时，绳端移动了______m。 题型五 设计实验探究定滑轮的特点 【典型例题】在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中： (1)比较甲、乙两图拉力的方向可知使用定滑轮可以_____。 (2)探究动滑轮的特点实验如图丙。 ①为探究使用动滑轮是否可以省力，需要竖直向上拉弹簧测力计，使钩码_____上升，并将弹簧测力计的示数与_____（选填“钩码重”或“钩码和滑轮总重”）进行比较。 ②如图丙，要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论，可进行的操作是：_____ a.使用同一动滑轮，不断增大物重，多次实验 b.提升同一重物，不断减小动滑轮重，多次实验 A．只有a    B．只有b    C．a和b均可    D．a和b均不可 【变式】如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的几组实验装置，他按图示匀速拉动弹簧测力计去提起钩码，分别测得数据如表所示： 次数 钩码重力G/N 钩码升高的高度h/m 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/m 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 向上 (1)实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和__________； (2)比较1和2两次实验，可知使用定滑轮的好处是________________； (3)比较2和4两次实验，可知使用动滑轮的好处是________________； (4)依据杠杆平衡条件分析，不计动滑轮自重，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 ________________。 题型六 设计实验探究动滑轮的特点 【典型例题】小聪同学按照如下图所示的装置对动滑轮的特点进行了探究，实验数据如下表所示。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。 实验次序 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 (1)该实验中出现这样的结果的主要原因是没有考虑_______。 (2)在实验过程中，提升重物时应该沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。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。 【变式】物理实验小组研究定滑轮和动滑轮的特点。 实验序号 G滑轮/N G物/N 弹簧测力计示数/N 1 1 4 2.6 2 2 4 3.2 3 3 4 3.6 4 4 4 4.2 (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，但能改变_________； (2)他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示，可得初步结论：使用动滑轮可以 _______，但不能改变力的方向； (3)桃子同学发现第4次实验时，记录的弹簧测力计示数大于物体的重力。于是桃子同学认为动滑轮不省力。你认为她的观点是否正确？________，并分析原因：____________。 题型七 滑轮组的构成及优点 【典型例题】如图所示，小明和小杰各持一根较光滑的木棍面对面平行站立，两木棍间距0.4m。小华取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按下图所示依次绕过两根木棍。小明和小杰握紧木棍站稳后，小杰站立不动。小华在A处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动小明。 (1)两根木棍和绳子组成的机械相当于一个______。 (2)该实验说明了______。 (3)将右边木棍固定，然后缓慢地拉动绳子的自由端，当绳端移动0.9m时，此时两木棍间的距离为______m。 【变式】科技小组制作的塔吊模型如图所示，关于滑轮，下列说法正确的是（　　） A．滑轮1是定滑轮，使用定滑轮可以省力 B．滑轮2是动滑轮，使用动滑轮能改变动力方向 C．滑轮1、2构成滑轮组既可以省力也可以省距离 D．滑轮1、2构成滑轮组既省力又能改变动力的方向 题型八 滑轮组的连线问题 【典型例题】小明在无动力乐园体验了一次如图所示的小车滑行装置，可以由自己拉住绳子的一端将小车和自己一起拉动滑行，请你画出该滑行装置最省力的绕绳方式。 【变式】用滑轮组提升重1000N的物体，绳子能够承受的最大拉力为600N，请在图中画出一种滑轮组绳子的绕法。不计动滑轮重、绳重和一切摩擦力。 题型九 滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系 【典型例题】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：，。 【变式】如图所示，将重物匀速提高2 m，绳自由端移动___________m。若物体质量为30kg，动滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计，拉力的大小为___________N。（g取） 题型十 按照要求设计滑轮组 【典型例题】如图所示，用滑轮组提升重50N的物体，绳子能够承受的最大拉力为20N，假设动滑轮、绳重和摩擦均不计，在图中画出滑轮组绳子的正确绕法并标出拉力方向。 【变式】如图，小明站在地面上，他想用尽可能小的力提升水桶。请你帮他在图中画出滑轮组绳子的绕法。 题型十一 斜面模型及相关计算 【典型例题】为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道（斜面），如图甲所示。沿通道上台阶和直接上台阶比较，可以___________（选填“省力”或“省距离”）。图乙、丙为工人师傅用的钻头，你认为图___________（选填“乙”或“丙”）钻头更加省力。 【变式】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。 题型十二 轮轴模型及相关计算 【典型例题】如图所示的是维修工人常用的一种套筒扳手。使用时将金属手柄插入套筒，再将套筒套在需要拧动的螺栓或螺母上，扳动金属手柄使套筒转动，就可以拧动螺栓或螺母了。使用时，套筒扳手相当于一个_______________（选填“滑轮”或“轮轴”）。若想要扳动时更省力，则可以__________________________。 【变式】将下图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个________（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），属于________（选填“省力”或“费力”）机械。 题型十三 生活中简单机械的应用 【典型例题】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。 【变式】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）。 【基础夯实 巩固提升】 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 2．使用下列装置来提升物体时，既能省力又能改变力的方向的装置是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，用滑轮提升重力的物体，使物体匀速上升2m（绳重和各种摩擦不计）。已知动滑轮的重力，则绳端拉力F及其移动的距离分别是（　　） A．55N，1m B．210N，1m C．55N，4m D．210N，4m 4．如图所示，物体的重力为200N，A装置是_____滑轮。滑轮、绳的重力及摩擦不计，工人拉绳端的力为_______N。 5．如图所示，物体的重力都是30N，当物体被匀速提起时，拉力的大小分别是______N，______N。（不考虑摩擦和动滑轮与绳的重力） 6．如图所示的盘山公路，相当于简单机械中的______模型，与直线上山的公路相比，盘山公路的优点是______。 7．请在图中画出该滑轮的动力臂和阻力臂。 8．如图所示，用滑轮拉动质量为5kg物体在5s内匀速升高4m。（忽略滑轮、绳重和摩擦；g取10N/kg）求： (1)物体的重力； (2)绳子自由端所用的拉力F； (3)绳子自由端移动的速度。 9．小明在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶。 (1)若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力是多大？若水桶上升0.5m，则A端需要移动的距离是多少m？ (2)若实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重是多重？ 10．物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置进行“二力平衡条件”的探究： (1)小组利用图甲的装置进行探究，桌面两侧的定滑轮可起到________的作用； (2)小组将相同质量的砝码放在左右两盘后，把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在________才能平衡； (3)某次实验中，当左盘砝码质量大于右盘时，小车两边的拉力大小________（选填“相等”或“不相等”），但小车仍处于静止状态，产生这一现象的原因可能是小车受到________的影响； (4)为尽量减少以上影响，小敏提出将甲装置中的小车换成小卡片，如图乙所示。为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，小敏下一步操作是（　　） A．左右各加一个钩码 B．把卡片剪成两半 C．把卡片扭转一个角度 【培优拓展 思维创新】 1．如图所示，动滑轮重1N，拉力F为5N，绳重和摩擦不计，则重物G和弹簧测力计示数为（　　） A．G为4N，弹簧测力计示数为5N B．G为9N，弹簧测力计示数为10N C．G为10N，弹簧测力计示数为5N D．G为9N，弹簧测力计示数为5N 2．车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组的说法中，正确的是（　　） A．绳子自由端被拉下了4m B．这个滑轮组能省距离 C．用这个滑轮组提起重物一定省力 D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离 3．下图所示的是“一动一定”滑轮组，a、b为两个弹簧测力计，不计绳重、滑轮重及摩擦。当匀速提升的重物时，a、b两个弹簧测力计的示数分别为（　　） A．300N、100N B．300N、150N C．200N、100N D．200N、150N 4．如图甲所示是明代《天工开物》中记载的汲水装置——辘轳，辘轳是典型的轮轴，其结构如图乙所示，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶，由此可以发现辘轳是_______杠杆。使用辘轳时，若想更加省力，可以进行的改进有哪些，请你列举出一条_________。 5．旗杆上的滑轮实质是一个变形的杠杆，如图所示，该“杠杆”的支点在______（选填“A”“B”或“C”）点，动力臂为______（选填“”或“”），阻力臂为_____（选填“”或“”），动力臂与阻力臂的大小关系：_____（选填“”“”或“”）。 6．如图所示，当物体A在滑轮作用下沿水平面匀速运动时，弹簧测力计甲示数为30N，则弹簧测力计乙示数为_______N，A受到的摩擦力为_______N。（弹簧测力计、绳重、滑轮重及绳与滑轮间摩擦均不计） 7．将汽车从泥潭中拉出，请你在图中画出滑轮绳子中最省力的绕法。 8．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？ 9．如下图所示，通过滑轮组用200N的拉力将重力为480N的物体匀速提高2m。（不计绳重和摩擦） (1)绳子自由端移动的距离为多大？ (2)若物体重力再增加150N，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力为多大？ 10．如图所示，这是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。实验中测得的几组数据如表所示，请你分析： 实验序号 钩码重G/N 钩码提升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 拉力方向 甲 1 0.2 1.0 0.2 向上 乙 1 0.2 1.1 0.2 向下 丙 1 0.2 0.7 0.4 向上 (1)分析甲、乙两次实验的数据，可以得出结论：使用定滑轮___________（选填“能”或“不能”）省力，___________（选填“能”或“不能”）省距离，___________（选填“能”或“不能”）改变力的方向；用图乙装置进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (2)分析丙实验的数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为___________。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $2025-2026学年人教版（新教材）物理八年级下册同步培优讲义【题型讲练】 课时12.3 滑轮 【第十二章 简单机械】 目标导航 1 核心考点 2 知识点一 滑轮分类及工作特点 2 知识点二 滑轮组的工作特点 3 知识点三 滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算 3 知识点四、斜面和轮轴以及滑轮组的设计与组装 3 题型讲练 5 题型一 定滑轮的概念、实质及特点 5 题型二 动滑轮的概念、实质及特点 5 题型三 辨析动滑轮与定滑轮的区别 6 题型四 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 7 题型五 设计实验探究定滑轮的特点 9 题型六 设计实验探究动滑轮的特点 11 题型七 滑轮组的构成及优点 12 题型八 滑轮组的连线问题 14 题型九 滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系 15 题型十 按照要求设计滑轮组 17 题型十一 斜面模型及相关计算 18 题型十二 轮轴模型及相关计算 19 题型十三 生活中简单机械的应用 20 分层训练 21 【基础夯实 巩固提升】 21 【培优拓展 思维创新】 27 2026年课程标准 物理素养 1、理解滑轮的定义及分类。 2、掌握定滑轮和动滑轮的特点。 3、学会滑轮组的组装与分析，计算拉力大小与移动距离。 物理观念：知道定滑轮可以改变力的方向，不省力，动滑轮可以省力但费距离，而且无法改变力的方向‌。 科学思维：知道定滑轮与动滑轮的实质（杠杆变形）‌‌。 科学探究：通过实验探究定滑轮、动滑轮及滑轮组的特点，记录数据并归纳规律‌。 科学态度与责任：通过实验操作培养严谨的科学态度，认识滑轮在工程中的实际价值‌。 知识点一 滑轮分类及工作特点 1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。滑轮分为定滑轮和动滑轮。 2.定滑轮工作特点： （1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。 （2）定滑轮的特点：通过定滑轮来拉钩码并不省力，通过或不通过定滑轮，弹簧测力计的读数是一样的，可见，使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。 3.动滑轮工作特点： （1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力，多费1倍距离。 （2）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离；这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离。 特别提醒 （1）定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径，根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。 （2）动滑轮的原理：动滑轮实质是个动力臂（L1）为阻力臂（L2）二倍的杠杆。 知识点二 滑轮组的工作特点 1.滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。 （1）使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 （2）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数。 特别提醒 用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh（n表示承担物重的绳子的段数）。 知识点三 滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算 1.使用滑轮组时（忽略摩擦阻力）：滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力；若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数。 其中：F拉—拉力，G动—动滑轮的重力，G物—被提升物体的重力，n—吊住动滑轮绳子的段数。 2.使用动滑轮时，条件不同，拉力的计算方法也不同。 （1）物体在竖直方向上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体重力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体和动滑轮重力之和的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体重力除以n和机械效率的乘积。 （2）物体在水平面上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体所受摩擦力除以n和机械效率的乘积。（注：n为滑轮的股数）。 特别提醒 （1）明确滑轮组绳子的有效股数是关键，再根据力的关系公式和移动距离的关系公式计算即可。 （2）解题的关键是掌握动滑轮费一倍距离省一半力这一特性，做题时注意是否考虑动滑轮的重力。 知识点四、斜面和轮轴以及滑轮组的设计与组装 1.滑轮组的设计： 第一步：确定动滑轮的个数。首先算出承担所要拉起重物与动滑轮的自重所需要的绳子的根数n，其方法和滑轮组绳子的绕法中的方法相同，然后我们根据每两根绳子需要一个动滑轮来确定动滑轮的个数。当n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，动滑轮的个数N= ；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，动滑轮的个数 N=。 第二步：确定定滑轮的个数。一般情况下，定滑轮的个数由绳子的段数n和拉力的方向共同决定。当n为奇数且拉力方向向下时，定滑轮的个数应为；拉力的方向向上时，定滑轮的个数为 ．当n为偶数且方向向下时，定滑轮的个数为 ；方向向上时，定滑轮的个数为 - 1。 2.滑轮组绳子的绕法： 第一步：确定绕过动滑轮的绳子的根数。首先根据题目中的条件，如绳子能承受的最大拉力F、要承担的重物G物和动滑轮的重力G动，计算出承担物重所需绳子段数n=+，如果算出的绳子段数不是整数，一律进一位。例如：所得结果为n=3.4时，我们应选择绳子的根数为4。 第二步：确定绳子固定端的位置和绳子的绕法。当绳子的根数n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，开始绕绳子；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，开始绕绳子。 3.轮轴 （1）轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。例如汽车方向盘、辘护等。 （2）轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径OA就是杠杆的动力臂l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂l2。 （3）轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。 （4）轮轴的公式：F1R=F2r； 4.斜面：斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。 特别提醒 （1）当动力作用于轴上时，轮轴为费力省距离杠杆，实际的例子有：自行车后轮与轮上的飞盘（小齿轮）、吊扇的扇叶和轴都是费力轮轴的应用。 （2）用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G．不计阻力时，根据功的原理得FL=Gh，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。日常生活中常见的斜面，如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。 题型一 定滑轮的概念、实质及特点 【典型例题】如图所示，物体A重35N，物体B重20N，不计绳重和摩擦，静止时A对水平地面的压力为______N；若在右端绳子上施加一个力，使A、B一起匀速运动，当B下降0.1m时，A上升_______m。 【答案】 15 0.1 【详解】[1]物体A的重力为35N，物体B的重力为20N，由于绳子的拉力等于物体B的重力，因此A对地面的压力等于A的重力减去绳子的拉力，。 [2]在不计绳重和摩擦的情况下，使用滑轮组时，物体A上升的距离与物体B下降的距离相同，因为它们通过同一根绳子连接， 。 【变式】如图是旗杆顶部固定的滑轮，它是________（选填“定”或“动”）滑轮，其作用是改变力的________。 【答案】 定 方向 【详解】[1][2]旗杆顶部的滑轮不随红旗一起升降是定滑轮，使用时不省力，可以改变拉力的方向。 题型二 动滑轮的概念、实质及特点 【典型例题】如图所示，小明用大小为100N、沿竖直方向向上的拉力将重为180N的物体匀速提升2m，用时10s。小明使用该滑轮是为了改变力的_________（选填“大小”或“方向”），此过程中克服物体所受重力做功_________J，拉力做功的功率是_________W。 【答案】 大小 360 40 【详解】[1]图中是动滑轮，动滑轮的特点是可以省力，即改变力的大小，但不改变力的方向。 [2]克服重力做功 [3]动滑轮的绳子段数 ，因此拉力移动的距离 拉力做功 拉力做功的功率 【变式】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。 题型三 辨析动滑轮与定滑轮的区别 【典型例题】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。 【变式】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。 题型四 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 【典型例题】质量是6kg的物体A放在水平桌面上，小樱利用如图所示的装置用6N的拉力匀速拉动绳子自由端5s，物体A运动速度为0.5m/s，下列判断正确的是（　　） A．绳子自由端移动5m B．绳子自由端移动速度为1.0m/s C．若物体A的质量增大，则拉力增大 D．由于存在，物体A受到的摩擦力大于12N 【答案】ABC 【详解】A.物体A在5s内移动的距离为。由于滑轮组由2段绳子承担，绳子自由端移动的距离 ，故A正确； B.物体A移动的速度为，因此绳子自由端移动的速度，故B正确； C.若物体A的质量增大，A对桌面的压力增大，A受到的摩擦力增大，若不计滑轮与绳之间摩擦，则拉力增大，故C正确； D.若不计动滑轮和绳重、不计滑轮与绳之间摩擦，物体受到的摩擦力，由于动滑轮重存在，物体受到的摩擦力，小于，故D错误。 故选ABC。 【变式】如图所示，工人在竖直方向用200N的力拉绳子，通过动滑轮吊起一个水泥桶。在匀速提升物体的过程中，不计绳重、动滑轮重及摩擦，则被拉动的物体的重力为______N；物体被提升3m时，绳端移动了______m。 【答案】 400 6 【详解】[1][2]工人用200N的力拉绳子，不计绳重、动滑轮重及摩擦，由动滑轮的特点可知被拉物体的重力为；物体上升了3m，则绳端移动的距离为。 题型五 设计实验探究定滑轮的特点 【典型例题】在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中： (1)比较甲、乙两图拉力的方向可知使用定滑轮可以_____。 (2)探究动滑轮的特点实验如图丙。 ①为探究使用动滑轮是否可以省力，需要竖直向上拉弹簧测力计，使钩码_____上升，并将弹簧测力计的示数与_____（选填“钩码重”或“钩码和滑轮总重”）进行比较。 ②如图丙，要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论，可进行的操作是：_____ a.使用同一动滑轮，不断增大物重，多次实验 b.提升同一重物，不断减小动滑轮重，多次实验 A．只有a    B．只有b    C．a和b均可    D．a和b均不可 【答案】(1)改变力的方向 (2) 匀速竖直 钩码和滑轮总重 C 【详解】（1）物体受到的重力方向竖直向下，甲图中拉力的方向竖直向上，乙图中拉力的方向竖直向下，故可知使用定滑轮可以改变力的方向。 （2）[1] [2]为探究使用动滑轮是否可以省力，需要竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速竖直上升，并将弹簧测力计的示数与钩码和滑轮总重进行比较，这样才能准确得出结论。 [3]要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论，可以使用同一动滑轮，不断增大物重，多次实验；也可以提升同一重物，不断减小动滑轮重，多次实验；a和b均可；故选C。 【变式】如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的几组实验装置，他按图示匀速拉动弹簧测力计去提起钩码，分别测得数据如表所示： 次数 钩码重力G/N 钩码升高的高度h/m 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/m 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 向上 (1)实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和__________； (2)比较1和2两次实验，可知使用定滑轮的好处是________________； (3)比较2和4两次实验，可知使用动滑轮的好处是________________； (4)依据杠杆平衡条件分析，不计动滑轮自重，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)可以改变力的方向 (3)可以省力 (4)不能忽略动滑轮自身重力、绳子摩擦力等 【详解】（1）实验中还要测量钩码升高的高度与绳子自由端移动的距离，因此还需增加刻度尺。 （2）1和2两次实验是不用滑轮和使用定滑轮的对比，由表格数据可以看出使用定滑轮不省力，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。 （3）2和4两次实验是使用定滑轮和使用动滑轮的对比，由表格数据可以看出使用动滑轮省力，但不能改变力的方向，因此比较2和4两次实验，可知使用动滑轮的好处是可以省力。 （4）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，这个关系是不计动滑轮自重时才成立的。分析第3、4两次实验数据，实际的拉力F却比理论值多0.1N，说明有阻力不能忽略不计，在提升重物的同时要克服动滑轮自身重力、绳子摩擦力等。故不符合理论上的关系的主要原因是不能忽略动滑轮自身重力、绳子摩擦力等。 题型六 设计实验探究动滑轮的特点 【典型例题】小聪同学按照如下图所示的装置对动滑轮的特点进行了探究，实验数据如下表所示。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。 实验次序 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 (1)该实验中出现这样的结果的主要原因是没有考虑_______。 (2)在实验过程中，提升重物时应该沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。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。 【答案】(1)滑轮的自重 (2)A 【详解】（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）使用动滑轮时，左端绳子静止，在每一个时刻，动滑轮都可看作是绕滑轮与左端绳子的接触点转动，所以，动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为A点，此时动滑轮的实质是动力臂等于阻力臂2倍的省力杠杆。 【变式】物理实验小组研究定滑轮和动滑轮的特点。 实验序号 G滑轮/N G物/N 弹簧测力计示数/N 1 1 4 2.6 2 2 4 3.2 3 3 4 3.6 4 4 4 4.2 (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，但能改变_________； (2)他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示，可得初步结论：使用动滑轮可以 _______，但不能改变力的方向； (3)桃子同学发现第4次实验时，记录的弹簧测力计示数大于物体的重力。于是桃子同学认为动滑轮不省力。你认为她的观点是否正确？________，并分析原因：____________。 【答案】(1)力的方向 (2)省力 (3) 不正确 动滑轮重力过大 【详解】（1）由图甲的实验可知，使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向 （2）通过观察和比较测量结果，当所使用的动滑轮较轻时，弹簧测力计的示数均小于物体的重力，故可得到：使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向 （3）[1][2]分析第4次实验数据可以看出，动滑轮的重力为4N，与物体的重力相同，在考虑摩擦的情况下，造成弹簧测力计的示数大于物体的重力，但这不能说明动滑轮不省力。 题型七 滑轮组的构成及优点 【典型例题】如图所示，小明和小杰各持一根较光滑的木棍面对面平行站立，两木棍间距0.4m。小华取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按下图所示依次绕过两根木棍。小明和小杰握紧木棍站稳后，小杰站立不动。小华在A处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动小明。 (1)两根木棍和绳子组成的机械相当于一个______。 (2)该实验说明了______。 (3)将右边木棍固定，然后缓慢地拉动绳子的自由端，当绳端移动0.9m时，此时两木棍间的距离为______m。 【答案】(1)滑轮组 (2)滑轮组可以省力 (3)0.25 【详解】（1）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）使用滑轮组用很小的力便能拉动他们，说明使用滑轮组可以省力； （3）图中右边木棍相当于定滑轮，左边木棍相当于动滑轮，，绳子移动，则左边木棍向右移动，则两木棍的距离为。 【变式】科技小组制作的塔吊模型如图所示，关于滑轮，下列说法正确的是（　　） A．滑轮1是定滑轮，使用定滑轮可以省力 B．滑轮2是动滑轮，使用动滑轮能改变动力方向 C．滑轮1、2构成滑轮组既可以省力也可以省距离 D．滑轮1、2构成滑轮组既省力又能改变动力的方向 【答案】D 【详解】A．滑轮1固定不动，不随物体运动而运动，故是定滑轮，使用定滑轮可以改变力的方向，不能省力，故A错误； B．滑轮2是动滑轮，使用动滑轮不能改变动力方向，但是可以省力，故B错误； C．滑轮1、2构成滑轮组，但滑动组不省功，可以省力但是费距离，也可能费力，但是省距离，故C错误； D．滑轮1定滑轮、2动滑轮构成滑轮组，既有动滑轮的特点省力，又有定滑轮的特点改变动力的方向，故D正确。 故选D。 题型八 滑轮组的连线问题 【典型例题】小明在无动力乐园体验了一次如图所示的小车滑行装置，可以由自己拉住绳子的一端将小车和自己一起拉动滑行，请你画出该滑行装置最省力的绕绳方式。 【答案】 【详解】观察图中滑轮组，确定有动滑轮和定滑轮，通过分析可以确定绳子的有效段数为3段，这是最省力的绕绳方式。从动滑轮开始绕绳，确保绳子依次绕过动滑轮和定滑轮，最终绳子的自由端由小明拉住，这样可以实现最省力的效果，如图所示： 【变式】用滑轮组提升重1000N的物体，绳子能够承受的最大拉力为600N，请在图中画出一种滑轮组绳子的绕法。不计动滑轮重、绳重和一切摩擦力。 【答案】 【详解】只有一个动滑轮，绕滑轮组时，可能绕2段绳，也可能绕3段绳。按照“奇动偶定”的规律，时，绳子固定端应拴在定滑轮的挂钩上，再依次绕过动滑轮、定滑轮，最后拉力方向向下，如第一个图所示。此时绳子的拉力（不计动滑轮重、绳重和一切摩擦力）绳子不会断，此方法可行。 当时，绳子固定端应拴在动滑轮的挂钩上，依次绕过定滑轮、动滑轮，最后拉力方向向上，如第二个图所示。如果把绳子自由端再绕过最上面的一个定滑轮，把拉力的方向变为向下，如第三个图所示。此时绳子拉力，绳子不会断，此方法可行。 所以共有3种绕绳方法，如图所示： 题型九 滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系 【典型例题】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： 【变式】如图所示，将重物匀速提高2 m，绳自由端移动___________m。若物体质量为30kg，动滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计，拉力的大小为___________N。（g取） 【答案】 6 100 【详解】[1]由图可知，有三段绳子承担总重，所以绳子自由端移动的距离为 [2]物体的重力为 由图可知，有三段绳子承担总重，所以拉力的大小为 题型十 按照要求设计滑轮组 【典型例题】如图所示，用滑轮组提升重50N的物体，绳子能够承受的最大拉力为20N，假设动滑轮、绳重和摩擦均不计，在图中画出滑轮组绳子的正确绕法并标出拉力方向。 【答案】 【详解】不考虑动滑轮、绳重和摩擦，由可知，承担物重的绳子段数为，故需要3段绳子承担物重；根据滑轮组的绕线原则“奇动偶定”可知，绳子起始端应系在动滑轮的挂钩上，再依次向定滑轮和动滑轮绕线，如图所示： 【变式】如图，小明站在地面上，他想用尽可能小的力提升水桶。请你帮他在图中画出滑轮组绳子的绕法。 【答案】 【详解】由题意知，站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。所以绳子自由端的拉力方向应向下，绳子应从动滑轮绕起。如图所示： 题型十一 斜面模型及相关计算 【典型例题】为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道（斜面），如图甲所示。沿通道上台阶和直接上台阶比较，可以___________（选填“省力”或“省距离”）。图乙、丙为工人师傅用的钻头，你认为图___________（选填“乙”或“丙”）钻头更加省力。 【答案】 省力 丙 【详解】[1][2]斜面是一个省力机械，为方便残疾人而设计的专用通道就是一个斜面，所以可以省力；因为在斜面高度一定时，斜面越长，越省力，图乙、丙钻头可看成斜面，高度相同，但是图丙钻头的斜面更长，所以图丙钻头更加省力。 【变式】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 【详解】[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。 题型十二 轮轴模型及相关计算 【典型例题】如图所示的是维修工人常用的一种套筒扳手。使用时将金属手柄插入套筒，再将套筒套在需要拧动的螺栓或螺母上，扳动金属手柄使套筒转动，就可以拧动螺栓或螺母了。使用时，套筒扳手相当于一个_______________（选填“滑轮”或“轮轴”）。若想要扳动时更省力，则可以__________________________。 【答案】 轮轴 使手的位置远离套筒 【详解】[1]套筒扳手在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴。 [2]轮轴转动时，作用在轮上的力和作用在轴上的力方向相反，沿顺时针扳动套在螺栓上的螺母，则螺母受到螺栓施加的力沿逆时针方向。若想要扳动时更省力，可以使手的位置远离套筒，目的是增大轮半径，从而更省力。 【变式】将下图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个________（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），属于________（选填“省力”或“费力”）机械。 【答案】 轮轴 省力 【详解】[1][2]钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴是一种省力杠杆。 题型十三 生活中简单机械的应用 【典型例题】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。 【变式】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。 【基础夯实 巩固提升】 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。 2．使用下列装置来提升物体时，既能省力又能改变力的方向的装置是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB.A图是定滑轮、B图是动滑轮，单独使用都不能既省力、又改变力的方向，故AB不符合题意； C.C图是滑轮组，与动滑轮连接的绳子有两段，可以省力，拉力方向与重物被提升的方向相反，改变了力的方向，故C符合题意； D.D图是滑轮组，虽然可以省力，但拉力的方向和重物的提升方向相同，没有改变力的方向，故D不合题意。 故选C。 3．如图所示，用滑轮提升重力的物体，使物体匀速上升2m（绳重和各种摩擦不计）。已知动滑轮的重力，则绳端拉力F及其移动的距离分别是（　　） A．55N，1m B．210N，1m C．55N，4m D．210N，4m 【答案】B 【详解】图中是动滑轮的一种特殊使用方法，它的特点是费力，省一半的距离。拉力，拉力端移动的距离，故B符合题意，A、C、D不符合题意。 故选B。 4．如图所示，物体的重力为200N，A装置是_____滑轮。滑轮、绳的重力及摩擦不计，工人拉绳端的力为_______N。 【答案】 动 100 【详解】[1]图中的滑轮随物体一起运动，此装置是动滑轮，可以省一半的力。 [2]因为滑轮和绳子的重力、摩擦均不计，所以拉力。 5．如图所示，物体的重力都是30N，当物体被匀速提起时，拉力的大小分别是______N，______N。（不考虑摩擦和动滑轮与绳的重力） 【答案】 30 15 【详解】[1][2]左图的两个滑轮都是定滑轮，使用定滑轮不省力，所以；右图是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，由2段绳子承担物重，所以。 6．如图所示的盘山公路，相当于简单机械中的______模型，与直线上山的公路相比，盘山公路的优点是______。 【答案】 斜面 省力 【详解】[1][2]斜面是与水平面成一定夹角的倾斜平面，盘山公路的结构符合斜面的简单机械模型；与直线上山的公路相比，盘山公路延长了上山的路程，根据斜面原理可知，由于，则，因此盘山公路的优点是省力，缺点是增加了行驶的路程。 7．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： 8．如图所示，用滑轮拉动质量为5kg物体在5s内匀速升高4m。（忽略滑轮、绳重和摩擦；g取10N/kg）求： (1)物体的重力； (2)绳子自由端所用的拉力F； (3)绳子自由端移动的速度。 【答案】(1)50N (2)25N (3)1.6m/s 【详解】（1）物体的重力 （2）由图可知，该滑轮组中承担物重的绳子段数n = 2，因为忽略滑轮、绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力 （3）绳子自由端移动的距离 自由端移动的速度 9．小明在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶。 (1)若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力是多大？若水桶上升0.5m，则A端需要移动的距离是多少m？ (2)若实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重是多重？ 【答案】(1)1m (2)20N 【详解】（1）由图可知，这是一个动滑轮，承担物重的绳子段数n=2。在不计绳重、滑轮重及摩擦的情况下，人拉绳子A端的动力F为水桶重力G的一半。根据公式 代入数据得人拉绳子A端的动力是 绳子自由端A移动的距离s是水桶上升高度h的2倍。根据公式 代入数据得 （2）在不计绳重及摩擦，但考虑动滑轮重力G动的情况下，拉力F'的大小为水桶重力G和动滑轮重力G动之和的一半。根据公式 ，将公式变形可得 代入数据得滑轮重是 10．物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置进行“二力平衡条件”的探究： (1)小组利用图甲的装置进行探究，桌面两侧的定滑轮可起到________的作用； (2)小组将相同质量的砝码放在左右两盘后，把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在________才能平衡； (3)某次实验中，当左盘砝码质量大于右盘时，小车两边的拉力大小________（选填“相等”或“不相等”），但小车仍处于静止状态，产生这一现象的原因可能是小车受到________的影响； (4)为尽量减少以上影响，小敏提出将甲装置中的小车换成小卡片，如图乙所示。为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，小敏下一步操作是（　　） A．左右各加一个钩码 B．把卡片剪成两半 C．把卡片扭转一个角度 【答案】(1)改变力的方向 (2)同一条直线上 (3) 不相等 摩擦力 (4)B 【详解】（1）在二力平衡实验中，两侧的定滑轮用来改变拉力的方向，使砝码对绳子竖直向下的拉力可以水平方向拉小车。 （2）将小车扭转一个角度后两个力的方向相反，但不在同一直线上，如果松手，小车恢复到原状态，说明二力平衡必须作用在同一直线上。 （3）[1][2]左盘质量大，两边拉力理论上不相等，但小车仍静止，说明除了拉力外还有摩擦力的影响。 （4）要验证“同一物体”条件，需要将物体分成两个部分，看是否平衡，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 【培优拓展 思维创新】 1．如图所示，动滑轮重1N，拉力F为5N，绳重和摩擦不计，则重物G和弹簧测力计示数为（　　） A．G为4N，弹簧测力计示数为5N B．G为9N，弹簧测力计示数为10N C．G为10N，弹簧测力计示数为5N D．G为9N，弹簧测力计示数为5N 【答案】D 【详解】由图可知，因为弹簧测力计和绳端拉力在一根绳子的两端，根据“动滑轮两边绳子所承受的拉力相等”可知，当拉力时，右端绳子所承受的拉力也为，则弹簧测力计的示数为。弹簧测力计与拉力F共同承担重物和滑轮的重力，则，所以，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组的说法中，正确的是（　　） A．绳子自由端被拉下了4m B．这个滑轮组能省距离 C．用这个滑轮组提起重物一定省力 D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离 【答案】A 【详解】A.由题图可知，提起动滑轮绳子的段数为，绳子自由端向下移动的距离，故A正确； B.绳子移动的距离大于物体移动的距离，所以这个滑轮组不能省距离，故B错误； C.由于不知道动滑轮的重力以及摩擦情况，所以无法确定用这个滑轮组提起重物是否省力，故C错误； D.既省力又省距离的机械是不存在的，故D错误。 故选A。 3．下图所示的是“一动一定”滑轮组，a、b为两个弹簧测力计，不计绳重、滑轮重及摩擦。当匀速提升的重物时，a、b两个弹簧测力计的示数分别为（　　） A．300N、100N B．300N、150N C．200N、100N D．200N、150N 【答案】C 【详解】由图可知承担物重的绳子股数为3，b弹簧测力计的示数为；定滑轮受到a弹簧测力计的拉力和向下的两股绳子的拉力，定滑轮处于平衡状态，所以a弹簧测力计的示数为，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．如图甲所示是明代《天工开物》中记载的汲水装置——辘轳，辘轳是典型的轮轴，其结构如图乙所示，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶，由此可以发现辘轳是_______杠杆。使用辘轳时，若想更加省力，可以进行的改进有哪些，请你列举出一条_________。 【答案】 省力 使大轮半径更大些（或小轮半径更小些） 【详解】[1]辘轳由大轮和小轮组成，大轮作为动力臂，小轮作为阻力臂。由于大轮的半径大于小轮的半径，因此动力臂大于阻力臂，根据杠杆原理，这是一个省力杠杆。 [2]为了使辘轳更加省力，可以使大轮半径更大些，这样动力臂会变得更长，从而减少所需的动力。或者减小小轮的半径，这样阻力臂会变得更短，同样可以减少所需的动力。 5．旗杆上的滑轮实质是一个变形的杠杆，如图所示，该“杠杆”的支点在______（选填“A”“B”或“C”）点，动力臂为______（选填“”或“”），阻力臂为_____（选填“”或“”），动力臂与阻力臂的大小关系：_____（选填“”“”或“”）。 【答案】 B 【详解】[1][2][3][4]题图中“杠杆”的支点在滑轮中心，即B点；竖直向下的力F为动力，从支点B出发垂直于F的为动力臂，竖直向下的拉力为阻力，大小等于G，从支点B出发垂直于阻力作用线的为阻力臂，且动力臂与阻力臂相等，即。 6．如图所示，当物体A在滑轮作用下沿水平面匀速运动时，弹簧测力计甲示数为30N，则弹簧测力计乙示数为_______N，A受到的摩擦力为_______N。（弹簧测力计、绳重、滑轮重及绳与滑轮间摩擦均不计） 【答案】 60 60 【详解】[1][2]由图示可知，滑轮为动滑轮，可以省一半的力，绳子自由端拉力大小等于弹簧测力计甲的示数，则拉力，由滑轮组公式可知，弹簧测力计乙的示数，物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得，A受到的滑动摩擦力。 7．将汽车从泥潭中拉出，请你在图中画出滑轮绳子中最省力的绕法。 【答案】 【详解】只有一个动滑轮，要求最省力的绕法，首先绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮， 如图所示： 8．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：。 9．如下图所示，通过滑轮组用200N的拉力将重力为480N的物体匀速提高2m。（不计绳重和摩擦） (1)绳子自由端移动的距离为多大？ (2)若物体重力再增加150N，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力为多大？ 【答案】(1)6m (2)250N 【详解】（1）分析滑轮组的结构可知，承担动滑轮和物体的绳子股数。已知物体被提高的高度。绳子自由端移动的距离s与物体提升高度h的关系式为：。 （2）在不计绳重和摩擦的情况下，作用在绳子自由端的拉力F与物重G、动滑轮重之间的关系为。首先，根据题干给出的初始条件计算动滑轮的重力。已知初始拉力，物重，绳子股数。由 变形可得：代入数据计算得：；当物体重力增加后，新的物重为：；动滑轮的重力不变，绳子股数n不变，此时使物体匀速上升所需的新拉力为：代入数据计算得：。 10．如图所示，这是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。实验中测得的几组数据如表所示，请你分析： 实验序号 钩码重G/N 钩码提升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 拉力方向 甲 1 0.2 1.0 0.2 向上 乙 1 0.2 1.1 0.2 向下 丙 1 0.2 0.7 0.4 向上 (1)分析甲、乙两次实验的数据，可以得出结论：使用定滑轮___________（选填“能”或“不能”）省力，___________（选填“能”或“不能”）省距离，___________（选填“能”或“不能”）改变力的方向；用图乙装置进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (2)分析丙实验的数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为___________。 【答案】(1) 不能 不能 能 不变 (2)见解析 【详解】（1）[1]由图甲可知钩码的重力是1N，由图乙可知，用定滑轮提起重为1N的钩码，所用的拉力1.1N，由此可知使用定滑轮不能省力。 [2]由图乙可知，钩码升高的高度0.2m，通过定滑轮提升钩码弹簧测力计移动的距离也是0.2m可见使用定滑轮不能省距离。 [3]甲实验中，提升钩码所用的力方向向上。由乙实验可知，通过定滑轮提升钩码所用的拉力方向向下，使用定滑轮能改变力的方向。 [4]用定滑轮来提升物体时，如果绳子的自由端沿水平向右的方向拉动，拉力的大小将不变。因为无论绳子朝哪个方向拉，定滑轮都可以看成是一个等臂杠杆。 （2）实际在实验时，动滑轮自身的重力、动滑轮与绳子之间存在摩擦阻力等，都会影响实验的结果，所以拉力大小并不等于钩码重力的一半。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $