12.3 滑轮 讲义--2025-2026学年人教版物理八年级下学期

本初中物理讲义聚焦滑轮及简单机械核心知识，系统梳理滑轮定义、分类（定滑轮、动滑轮）及工作特点，从定滑轮等臂杠杆原理、动滑轮省力原理到滑轮组构成与计算，延伸至斜面、轮轴应用，构建从基础概念到综合应用的学习支架。 资料以思维导图整合知识脉络，通过典例引领（如探究定滑轮特点实验）和对点提升（如滑轮组绕线设计），培养科学探究与模型建构能力，结合三峡船闸、汉代汲水装置等实例强化物理观念。课中辅助教师高效授课，课后助力学生查漏补缺，提升解决实际问题能力。

滑轮 知识归纳与题型总结 思 维 导 图 培 优 讲 练 考点01 滑轮分类及工作特点 考点梳理 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）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。 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。 （3）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。 4、动滑轮与定滑轮的区别： （1）轴的位置不同：定滑轮的轴的位置是固定不动的，动滑轮轴的位置则会与被拉物品一起运动。 （2）性质不同：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；动滑轮实质上是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力不省功。 （3）作用不同：定滑轮的作用是改变力的方向，动滑轮的作用则是省力。 典例引领 考向01 定滑轮的概念、实质及特点 【例1】下列图中的工具在使用时能起到“省距离”作用的是（　　） A． B． C． D． 考向02 求定滑轮对天花板的拉力 【例2】如图所示，小明的体重为，脚与地面的接触面积为，拉起质量为的物体，静止在空中。此时，小明对地面的压强为___________；天花板受到的拉力为___________N（不计定滑轮重力，g取）。 考向03 动滑轮的概念、实质及特点 【例3】如图为三峡船闸的示意图。船闸利用______原理实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。在某次检修闸门过程中应用到了动滑轮，使用这种滑轮______（选填“可以”或“不可以”）改变力的方向。 考向04 辨析动滑轮与定滑轮的区别 【例4】我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一，为人类文明和社会进步作出了重要贡献。如图，是汉代画像石中的滑轮图，描绘了古人使用滑轮汲水操作的场景。关于图中的滑轮说法正确的是（　　） A．该滑轮是动滑轮 B．使用该滑轮可以省功 C．使用该滑轮可以省力 D．该滑轮可以改变力的方向 考向05 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 【例5】如图所示，某同学站在水平地面上，向下拉动绳子自由端，使物体A在5 s内匀速上升了1 m。已知物体A重400 N，动滑轮的重力为20 N，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： (1)这过程中绳子自由端移动的距离。 (2)绳子自由端受到的拉力。 (3)若该同学重500 N，则他利用此滑轮组能提升物体的最大重力为多少。 考向06 设计实验探究定滑轮的特点 【例6】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)如图丙所示，为探究使用动滑轮是否可以省力，需要匀速竖直向上拉弹簧测力计，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； (3)如图丙所示，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 考向07 设计实验探究动滑轮的特点 【例7】小梦用如图所示的装置研究定滑轮和动滑轮的特点。 次数 钩码的重力G/N 钩码提升的高度h/m 拉力F/N 弹簧测力计移动的距离s/m 1 1 0.2 1 0.2 2 2 0.2 2 0.2 3 1 0.2 0.6 0.4 4 2 0.2 1.1 0.4 (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)比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是：_______；​ (4)在提升重物的过程中，若要兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应使用_______；​ (5)依据杠杆平衡条件，使用动滑轮提升物体所用的力应是直接提升物体所用力的一半，但分析3和4两次实验数据却不完全符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是__。 对点提升 【对点1】如图，汽车起重机顶部的定滑轮主要作用是改变力的____________；起重机的吊臂可看作一个杠杆，它的支点在__________位置（用图中字母表示）。 【对点2】如图所示，用两个轻质滑轮组成的滑轮组，挂上两个物体后，物体乙匀速下降。已知物体乙的重力为10N，不计绳重和摩擦，则物体甲的重力为__________N，滑轮A对天花板的拉力为__________N，若物体甲上升2m，物体乙下降__________m。 【对点3】如图所示，用水平向左的拉力F拉着物体在地面上做匀速直线运动，_________（选填“A”或“B”）为动滑轮；当物体向左移动1m时，则绳子自由端移动_________m。 【对点4】2026年是国家“体重管理年”三年行动与“医疗卫生强基工程”实施的关键节点，强化体重管理科普宣教与基层服务能力提升，既是检验行动成效的重要标尺，也是夯实基层医疗卫生服务的关键环节。为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图的简易拉力器，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 【对点5】如图所示，地面上的工人利用滑轮组，将质量为90kg的物体匀速提升了10m，工人对绳子的拉力F为500N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： (1)绳子自由端移动的距离； (2)动滑轮的重力； (3)若要提起质量为110kg的物体，则拉力至少为多大？ 【对点6】在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中，小明用同一个滑轮做了4次实验，前2次分别按图甲、乙所示装置进行，后2次按图丙所示装置进行，并将测得的数据记录在表格中。（不计绳重及摩擦） 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1 20 1 20 2 2 20 2 20 3 1 20 0.7 40 4 2 20 1.2 40 (1)分析前2次的实验数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮不能省___________，但可以改变___________。 (2)进行图丙所示的实验时，应沿___________方向匀速拉动绳子自由端。分析第3、4次实验数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为___________。 (3)用图丙装置进行实验时，若小明将绳子向右倾斜一定角度匀速拉动，拉力的大小将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【对点7】在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中，小明用同一个滑轮做了4次实验，前2次分别按图甲、乙所示装置进行，后2次按图丙所示装置进行，并将测得的数据记录在表格中。（不计绳重及摩擦） 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1 20 1 20 2 2 20 2 20 3 1 20 0.7 40 4 2 20 1.2 40 (1)分析前2次的实验数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮不能省力，但可以改变______。 (2)进行图丙所示的实验时，应沿______方向匀速拉动绳子自由端。分析第3、4次实验数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为______，如果不更换动滑轮，为了使测出的拉力接近物重的一半，请提出一条合理的建议______。 (3)用图丙装置进行实验时，若小明将绳子向右倾斜一定角度匀速拉动，拉力的大小将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 考点02 滑轮组的工作特点 考点梳理 1、滑轮组：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。 （1）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。 （2）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）。 2、动滑轮的重力：使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的n分之一（忽略绳重及各处的摩擦力），考虑滑轮的重力，则有；变形得：G动=nF-G物。 3、绳子自由端移动的速度：使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的n分之一（忽略绳重及各处的摩擦力），绳子自由端移动的速度v拉与物体移动的速度v物的关系是v拉=nv物。 4、水平滑轮组的相关计算：水平放置的滑轮组对物体的拉力F拉并不等于物体的重力G。当物体在水平面上以匀速直线运动被滑轮组拉动时，拉力F拉的大小等于物体所受的摩擦力f。其他计算公式与竖直放置时相似，但存在一些差异。 典例引领 考向01 滑轮组的构成及优点 【例1】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，然后按如图所示的方式依次将绳子绕过两根木棍，小华在A处拉绳子的另一端，用很小的力便能使两根木棍靠拢。两根木棍和绳子组成的机械相当于_______（填一种简单机械名称）；该过程说明了使用该装置可以_______（选填“省力”或“省距离”）。 考向02 滑轮组的连线问题 【例2】(1)如图所示，小球悬挂于天花板保持静止，请作出小球所受力的示意图； (2)请画出滑轮组最省力的绕法； (3)如图是一轻质杠杆，O是支点，为了使杠杆在此位置平衡，请画出在A点所施加的最小动力F及其力臂L。 考向03 滑轮组承受绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系 【例3】利用简单机械设计健身器材，要求如下：始终竖直向下匀速拉动拉环，拉力大小不超过400 N；且拉力在竖直方向移动的距离为0.4 m时，配重在竖直方向移动的距离不超过1 m；配重质量为15 kg（杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，滑轮组绳子长度足够长）。下列方案不符合设计要求的是（　　） A． B． C． D． 对点提升 【对点1】用如图所示的滑轮组提升100N的重物，绳子自由端的拉力F为60N，在10s时间内物体被提升2m。若不计绳重和滑轮与轴的摩擦，则下列说法中错误的是（　　） A．使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向 B．动滑轮的重力为20N C．绳子自由端移动4m D．绳子自由端移动的速度是0.6m/s 【对点2】(1)如图所示，一盏吊灯悬挂在天花板上并保持静止。请在O点处画出吊灯受到的重力和拉力的示意图。 (2)如图所示，O点为支点，画出杠杆处于静止状态时的阻力以及动力的动力臂。 (3)建筑工人在A处，使用如图所示的滑轮组提升物体，试在图中画出最省力的绕线方法。 【对点3】如图所示，用滑轮组将重为的物体匀速提升，不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力的大小为_____，拉力做的功为_____ 考点03 斜面和轮轴以及滑轮组的设计与组装 考点梳理 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：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。 （1）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。 （2）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。 （3）轮轴的公式：F1R=F2r； 4、斜面 （1）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。 （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。 【归纳总结】定滑轮不省力只改变力的方向，动滑轮省力不能改变方向，滑轮组既能省力也能改变力的方向。 典例引领 考向01 按照要求设计滑轮组 【例1】如图，人在楼上用滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。 考向02 特殊的滑轮及滑轮组 【例2】下列几种简单机械相关的说法中，错误的是（　　） A．图甲中OA是动力臂 B．图乙中的装置可以省一半力 C．图丙中的装置是一种省力杠杆 D．图丁中的汽车方向盘是简单机械中的轮轴 考向03 斜面模型及相关计算 【例3】图-1是“广东第一峰盘山公路——广东天路”，公路修得弯弯曲曲，宛如盘龙，其相当于______（选填“斜面”或“轮轴”）；图-2是用螺丝刀拧螺丝的情景，手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；使用图-3中滑轮的目的是改变力的______。 考向04 轮轴模型及相关计算 【例4】简单机械在我国古代被广泛应用于生活和生产，如杠杆、滑轮、轮轴（）。 (1)我国古代劳动人民提升重物或移动重物常用到滑轮组，如图甲、乙是用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组，分别将同一物体提升相同的高度，绳子自由端移动的距离分别为、，则__________，则绳子自由端拉力：__________（选填“”“”或“=”）； (2)如图丙所示是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的情境，其简化结构图如图丁所示，绞盘横杆长度与滚轴直径之比为，已知每块大理石的重力为，吊筐的重力为100 N，不计绳重和机械间的所有摩擦。 ①绞车可以看作__________（选填“轮轴”或“滑轮”）。 ②一位工匠的最大推力为400 N，在某次工作中，该工匠匀速推动绞车提升大理石板10 m；在绳子最大拉力足够的情况下该工匠最多一次能够借助绞车吊起__________块大理石。 (3)桔槔（杠杆）是中国古代一项伟大的发明。如图己是古人利用桔槔从井里汲水的示意图，在它的前端处用一根轻质细杆系一个水桶，在后端处绑一块配重的石块，为支点且。汲水时，先缓慢向下拉杆；装水后，缓慢向上提杆。桶重，桔槔的自重及摩擦不计。若汲水时，向下拉杆的力为，装满水后，水和桶总重为，向上提桶的力仍为，则__________；配重石块质量为__________。 考向05 生活中简单机械的应用 【例5】图甲中，升旗手向下拉绳，国旗就上升，这是由于旗杆顶部有______滑轮，它不能省力，但可以______；图乙是用于松紧内六角螺丝的扳手，，其使用方法如图丙、丁所示，图______（选填“丙”或“丁”）中的方法可以更轻松的拧动螺丝。将穿好的鞋带两端向两边拉扯，鞋带就会收紧，达到省力的效果，这与简单机械中______（杠杆/滑轮组/斜面）的省力原理相同。 对点提升 【对点1】如图所示，请画出利用滑轮组以最省力的方式提升重物的绕线方法。 【对点2】图甲是运动员训练背部及肩部力量时常用的高位下拉器，其简化装置如图乙所示．训练中，运动员两手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起20cm，某次训练中的三组情况记录如下表．（g取10N/kg），试求： (1)在第1组训练中，滑轮提升配重所做的功为多大？ (2)在第2组训练中，配重向上做什么样的运动？ (3)试通过数据分析该套设施中，是否存在绳子重力和摩擦的影响？ 组次 配重质量/kg 每只手施加的拉力/N 配重上升情况 1 20 110 匀速 2 20 120 ______ 3 40 220 匀速 【对点3】工人将重为500N的小车推到水平车厢中，如图所示，F始终与小车运动方向相同，图中A、C、D是小车在三段路面的起点，小车的运动时间、推力、速度如下表，AB=1m，下列说法正确的是（　　） 路段 AB BC CD DE 时间t/s 2 2 4 2 推力F/N 300 200 400 100 速度v/m·s-1 1 0.5 0.75 A．小车在AB段运动的平均速度为1m/s B．工人的推力在BC段做的功为500J C．工人的推力在CD段和DE段的功率之比为8∶3 D．在斜面CD段的推力最大，说明斜面不能省力 【对点4】如图所示是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民将谷物倒入扇车后，快速摇动摇柄，使扇轮匀速转动产生气流，气流使枯瘪谷物从远端出风口飞出。下列说法中正确的是（ ） A．从出风口飞出的枯瘪谷物没有惯性 B．气流使枯瘪谷物从出风口飞出，说明力可以改变物体的运动状态 C．农民摇动摇柄的力和摇柄对农民的力是一对平衡力 D．摇柄使用时相当于轮轴，可以省距离 【对点5】构建模型是进行科学研究的重要手段和前提。图甲是卫生间的地漏，从其结构上看，它实际上是________模型；如图乙所示，弯弯曲曲的盘山公路实际上是________模型。 学科网（北京）股份有限公司 $ 滑轮 知识归纳与题型总结 思 维 导 图 培 优 讲 练 考点01 滑轮分类及工作特点 考点梳理 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）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。 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。 （3）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。 4、动滑轮与定滑轮的区别： （1）轴的位置不同：定滑轮的轴的位置是固定不动的，动滑轮轴的位置则会与被拉物品一起运动。 （2）性质不同：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；动滑轮实质上是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力不省功。 （3）作用不同：定滑轮的作用是改变力的方向，动滑轮的作用则是省力。 典例引领 考向01 定滑轮的概念、实质及特点 【例1】下列图中的工具在使用时能起到“省距离”作用的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力不费力，不省距离不费距离，故A不符合题意； B．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故B不符合题意； C．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力省距离，故C符合题意； D．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故D不符合题意。 故选C。 考向02 求定滑轮对天花板的拉力 【例2】如图所示，小明的体重为，脚与地面的接触面积为，拉起质量为的物体，静止在空中。此时，小明对地面的压强为___________；天花板受到的拉力为___________N（不计定滑轮重力，g取）。 【答案】 【详解】[1]该滑轮是定滑轮，静止时绳子对小明向上的拉力等于物体重力，即 小明受到向上的拉力、地面对其向上的支持力以及向下的重力作用，则有 则地面对小明的支持力为 根据物体间力的作用是相互的，小明对地面的压力 小明对地面的压强为 [2]不计定滑轮重力，定滑轮受到两段绳子的拉力（物体的重力和小明对绳子的拉力），所以天花板受到的拉力 考向03 动滑轮的概念、实质及特点 【例3】如图为三峡船闸的示意图。船闸利用______原理实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。在某次检修闸门过程中应用到了动滑轮，使用这种滑轮______（选填“可以”或“不可以”）改变力的方向。 【答案】 连通器 不可以 【详解】船闸的结构符合连通器“上端开口、底部互相连通”的特征，故船闸利用连通器原理实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。 动滑轮的特点是可以省力，但不可以改变力的方向。 考向04 辨析动滑轮与定滑轮的区别 【例4】我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一，为人类文明和社会进步作出了重要贡献。如图，是汉代画像石中的滑轮图，描绘了古人使用滑轮汲水操作的场景。关于图中的滑轮说法正确的是（　　） A．该滑轮是动滑轮 B．使用该滑轮可以省功 C．使用该滑轮可以省力 D．该滑轮可以改变力的方向 【答案】D 【详解】ACD．由图可知，该滑轮的轴固定不动，属于定滑轮，不能省力，图中人向下拉绳子即可将水桶向上提起，改变了施力方向，故ACD错误； B．根据功的原理，任何机械都不能省功，故B错误。 故选D。 考向05 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 【例5】如图所示，某同学站在水平地面上，向下拉动绳子自由端，使物体A在5 s内匀速上升了1 m。已知物体A重400 N，动滑轮的重力为20 N，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： (1)这过程中绳子自由端移动的距离。 (2)绳子自由端受到的拉力。 (3)若该同学重500 N，则他利用此滑轮组能提升物体的最大重力为多少。 【答案】(1) 2m (2) 210N (3) 980N 【详解】（1）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数 则滑轮组绳子自由端移动距离 （2）不计绳重和摩擦，绳子自由端受到的拉力 （3）该同学站在水平地面上，对绳子的最大拉力不能超过自身重力，否则会被绳子拉离地面，因此绳子自由端的最大拉力 代入数据计算得 考向06 设计实验探究定滑轮的特点 【例6】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)如图丙所示，为探究使用动滑轮是否可以省力，需要匀速竖直向上拉弹簧测力计，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； (3)如图丙所示，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)钩码和滑轮总重 (3)C 【详解】（1）观察甲、乙两图对比可知，定滑轮的实质是等臂杠杆，它虽然不省力，但可以改变作用力的方向。 （2）因为使用动滑轮提升重物时，动滑轮自身也会随之上升，拉力需要同时克服物重和动滑轮自重，因此必须与两者的总重进行比较才能准确探究省力情况。 （3）理想情况下的拉力，要得出“省一半力”（即拉力趋近于物重的一半）的结论，可以通过不断增大物重或不断减小动滑轮重的方式，使得动滑轮自重在总重中占的比例趋近于零从而被忽略不计。 考向07 设计实验探究动滑轮的特点 【例7】小梦用如图所示的装置研究定滑轮和动滑轮的特点。 次数 钩码的重力G/N 钩码提升的高度h/m 拉力F/N 弹簧测力计移动的距离s/m 1 1 0.2 1 0.2 2 2 0.2 2 0.2 3 1 0.2 0.6 0.4 4 2 0.2 1.1 0.4 (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)比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是：_______；​ (4)在提升重物的过程中，若要兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应使用_______；​ (5)依据杠杆平衡条件，使用动滑轮提升物体所用的力应是直接提升物体所用力的一半，但分析3和4两次实验数据却不完全符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是__。 【答案】(1)刻度尺 (2)匀速 (3)可以改变力的方向 (4)滑轮组 (5)动滑轮有重力 【详解】（1）除了测量力以外，还需要测量钩码提升的高度和自由端移动的距离，故还需要测量长度的工具刻度尺。 （2）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。 （3）由表中1和2两次实验数据可知，使用定滑轮不省力，但是改变了拉力的方向，故使用定滑轮可以改变力的方向。 （4）定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向；动滑轮省力，但费距离，不能改变力的方向；滑轮组既能省力，又能改变力的方向，故在提升重物的过程中，若要兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应使用滑轮组。 （5）由于动滑轮有重力，且动滑轮承重绳子的股数n=2，所以绳端拉力，所以拉力大于物体重力的一半。 对点提升 【对点1】如图，汽车起重机顶部的定滑轮主要作用是改变力的____________；起重机的吊臂可看作一个杠杆，它的支点在__________位置（用图中字母表示）。 【答案】 方向 A 【解析】【小题1】定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向，所以汽车起重机顶部的定滑轮主要作用是改变力的方向。 【小题2】杠杆的支点是杠杆绕着转动的固定点，起重机吊臂绕着图中的A点（吊臂与车身的连接点）转动，所以支点在A位置。 【对点2】如图所示，用两个轻质滑轮组成的滑轮组，挂上两个物体后，物体乙匀速下降。已知物体乙的重力为10N，不计绳重和摩擦，则物体甲的重力为__________N，滑轮A对天花板的拉力为__________N，若物体甲上升2m，物体乙下降__________m。 【答案】 20 20 4 【详解】[1]图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子的拉力，不计绳重和摩擦，轻质滑轮可不计重力，由可得，甲的重力为 [2]滑轮A为定滑轮，其对天花板的拉力等于定滑轮两侧绳子的拉力，则 [3]滑轮组的动滑轮绕2段绳，甲移动的距离是乙的倍，所以物体甲上升，物体乙下降。 【对点3】如图所示，用水平向左的拉力F拉着物体在地面上做匀速直线运动，_________（选填“A”或“B”）为动滑轮；当物体向左移动1m时，则绳子自由端移动_________m。 【答案】 B 3 【详解】定滑轮的轴固定不动，动滑轮的轴会随物体一起运动。图中A的轴固定在左侧墙面上，是定滑轮；B的轴和物体相连，随物体一起运动，因此B是动滑轮。由图可知，连接动滑轮的绳子段数，绳子自由端移动距离 【对点4】2026年是国家“体重管理年”三年行动与“医疗卫生强基工程”实施的关键节点，强化体重管理科普宣教与基层服务能力提升，既是检验行动成效的重要标尺，也是夯实基层医疗卫生服务的关键环节。为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（　　） A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力 C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向 【答案】C 【详解】BD．图中滑轮的轴固定在墙面上，工作时位置不发生移动，因此该滑轮是定滑轮，故BD错误； AC．定滑轮不省力，只能改变力的方向，故A错误，C正确。 故选C。 【对点5】如图所示，地面上的工人利用滑轮组，将质量为90kg的物体匀速提升了10m，工人对绳子的拉力F为500N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： (1)绳子自由端移动的距离； (2)动滑轮的重力； (3)若要提起质量为110kg的物体，则拉力至少为多大？ 【答案】(1)20m (2)100N (3)600N 【详解】（1）绳子自由端移动的距离 （2）原物体的重力 不计绳重摩擦时，拉力满足关系 变形得 （3）计算新物体的重力 同理可得此时拉力 【对点6】在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中，小明用同一个滑轮做了4次实验，前2次分别按图甲、乙所示装置进行，后2次按图丙所示装置进行，并将测得的数据记录在表格中。（不计绳重及摩擦） 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1 20 1 20 2 2 20 2 20 3 1 20 0.7 40 4 2 20 1.2 40 (1)分析前2次的实验数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮不能省___________，但可以改变___________。 (2)进行图丙所示的实验时，应沿___________方向匀速拉动绳子自由端。分析第3、4次实验数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为___________。 (3)用图丙装置进行实验时，若小明将绳子向右倾斜一定角度匀速拉动，拉力的大小将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】(1) 力 力的方向 (2) 竖直 用动滑轮提升钩码时，要克服动滑轮本身所受的重力 (3)变大 【详解】（1）分析前2次实验数据，钩码重力增大，拉力也增大，且拉力总等于钩码重力，第1次时拉力方向向上，第2次时拉力方向向下，所以可以得出：使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。 （2）进行图丙（动滑轮装置）所示的实验时，应沿竖直方向匀速拉动绳子自由端，这样才能保证拉力等于钩码重力与动滑轮重力之和的一半（题中已说明不计绳重及摩擦）。 分析第3、4次实验数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为用动滑轮提升钩码时，要克服动滑轮本身所受的重力。 （3）利用图丙装置进行实验时，若小明将绳子向右偏转一定角度匀速拉动，此时拉力的力臂变小，根据杠杆平衡原理，拉力的大小将变大。 【对点7】在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中，小明用同一个滑轮做了4次实验，前2次分别按图甲、乙所示装置进行，后2次按图丙所示装置进行，并将测得的数据记录在表格中。（不计绳重及摩擦） 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1 20 1 20 2 2 20 2 20 3 1 20 0.7 40 4 2 20 1.2 40 (1)分析前2次的实验数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮不能省力，但可以改变______。 (2)进行图丙所示的实验时，应沿______方向匀速拉动绳子自由端。分析第3、4次实验数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为______，如果不更换动滑轮，为了使测出的拉力接近物重的一半，请提出一条合理的建议______。 (3)用图丙装置进行实验时，若小明将绳子向右倾斜一定角度匀速拉动，拉力的大小将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】(1)力的方向 (2) 竖直 动滑轮有重力 提升更重的物体 (3)变大 【详解】（1）分析前2次实验数据，钩码重力增大，拉力也增大，且拉力总等于钩码重力，结合图甲乙可知，拉力的方向改变，所以可以得出：使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。 （2）[1]图丙是动滑轮，为了便于准确测量拉力大小，应沿竖直向上方向匀速拉动绳子自由端。 [2]分析第3、4次的数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，是因为动滑轮自身受到重力，拉力等于物重加动滑轮重的一半。 [3]绳子自由端的拉力 由上式可知，当G增大时，F会更接近物重G的一半，所以为了使测出的拉力接近物重的一半，可以提升重力更大的物体。 （3）动滑轮的实质是省力杠杆，利用图丙装置进行实验时，若小明将绳子向右倾斜一定角度匀速拉动，此时拉力的力臂变小，根据杠杆平衡原理，拉力的大小将变大。 考点02 滑轮组的工作特点 考点梳理 1、滑轮组：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。 （1）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。 （2）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）。 2、动滑轮的重力：使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的n分之一（忽略绳重及各处的摩擦力），考虑滑轮的重力，则有；变形得：G动=nF-G物。 3、绳子自由端移动的速度：使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的n分之一（忽略绳重及各处的摩擦力），绳子自由端移动的速度v拉与物体移动的速度v物的关系是v拉=nv物。 4、水平滑轮组的相关计算：水平放置的滑轮组对物体的拉力F拉并不等于物体的重力G。当物体在水平面上以匀速直线运动被滑轮组拉动时，拉力F拉的大小等于物体所受的摩擦力f。其他计算公式与竖直放置时相似，但存在一些差异。 典例引领 考向01 滑轮组的构成及优点 【例1】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，然后按如图所示的方式依次将绳子绕过两根木棍，小华在A处拉绳子的另一端，用很小的力便能使两根木棍靠拢。两根木棍和绳子组成的机械相当于_______（填一种简单机械名称）；该过程说明了使用该装置可以_______（选填“省力”或“省距离”）。 【答案】 滑轮组 省力 【详解】两根木棍和绳子组成的装置，相当于由定滑轮和动滑轮组合而成的滑轮组；题目中“用很小的力便能使两根木棍靠拢”，说明该装置的特点是可以省力（费距离）。         考向02 滑轮组的连线问题 【例2】(1)如图所示，小球悬挂于天花板保持静止，请作出小球所受力的示意图； (2)请画出滑轮组最省力的绕法； (3)如图是一轻质杠杆，O是支点，为了使杠杆在此位置平衡，请画出在A点所施加的最小动力F及其力臂L。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对小球进行受力分析，小球受到竖直向下的重力G和竖直向上的绳子拉力F，由于小球静止，这两个力是一对平衡力，大小相等，确定小球的重心，按照力的方向和大小关系画出力的示意图，如图所示： （2）滑轮组省力情况由承担物重的绳子段数n决定，n越大越省力。从定滑轮的挂钩开始绕线，能使承担物重的绳子段数最多，达到最省力的效果，如图所示： （3）根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。连接OA作为最长的动力臂L，过A点作垂直于OA的力F，即为最小动力，如图所示： 考向03 滑轮组承受绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系 【例3】利用简单机械设计健身器材，要求如下：始终竖直向下匀速拉动拉环，拉力大小不超过400 N；且拉力在竖直方向移动的距离为0.4 m时，配重在竖直方向移动的距离不超过1 m；配重质量为15 kg（杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，滑轮组绳子长度足够长）。下列方案不符合设计要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．支点在悬挂点，动力臂，阻力臂。 根据杠杆平衡条件得 移动距离满足，配重在竖直方向移动的距离 故A不符合题意； B．动力臂，阻力臂，拉力 配重在竖直方向移动的距离 故B不符合题意； C．拉环挂在动滑轮下，配重挂在绳端，动滑轮上有2段绳子拉着动滑轮，受力关系为，则拉力 拉力移动，配重移动 故C符合题意； D．拉环挂在动滑轮下，配重挂在绳端，动滑轮上有3段绳子拉着动滑轮，受力关系为，则拉力 配重移动距离 故D符合题意。 故选D。 对点提升 【对点1】用如图所示的滑轮组提升100N的重物，绳子自由端的拉力F为60N，在10s时间内物体被提升2m。若不计绳重和滑轮与轴的摩擦，则下列说法中错误的是（　　） A．使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向 B．动滑轮的重力为20N C．绳子自由端移动4m D．绳子自由端移动的速度是0.6m/s 【答案】D 【详解】A．由图可知，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，拉力方向向下，使用该滑轮组既可以省力又可以改变力的方向，故A正确； B．由图可知，动滑轮上的绳子段数，不计绳重和滑轮与轴的摩擦，拉力，则动滑轮重力，故 B 正确； CD．绳子自由端移动的距离，绳子自由端的速度，故C正确、D错误。 本题选择说法错误的，故选D 。 【对点2】(1)如图所示，一盏吊灯悬挂在天花板上并保持静止。请在O点处画出吊灯受到的重力和拉力的示意图。 (2)如图所示，O点为支点，画出杠杆处于静止状态时的阻力以及动力的动力臂。 (3)建筑工人在A处，使用如图所示的滑轮组提升物体，试在图中画出最省力的绕线方法。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）悬挂在天花板上的吊灯受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力的作用，在这两个力的作用下处于静止状态，说明了这两个力是一对平衡力，大小相等，所以长度相等，据此画图。 （2）过支点作的垂线段，则垂线段为动力动力臂，用大括号标出，并标上符号，阻力是物体对杠杆向下的拉力，据此画图。 （3）图中的滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成；工人站在高处利用滑轮组提升物体，则绳子自由端的拉力方向应向上；所以，需要从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这也是最省力的绕法，据此画图。 【对点3】如图所示，用滑轮组将重为的物体匀速提升，不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力的大小为_____，拉力做的功为_____ 【答案】 200 800 【详解】由图可知，滑轮组绳子的有效股数为2，不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力为 拉力移动的距离 所以拉力做的功为 考点03 斜面和轮轴以及滑轮组的设计与组装 考点梳理 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：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。 （1）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。 （2）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。 （3）轮轴的公式：F1R=F2r； 4、斜面 （1）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。 （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。 【归纳总结】定滑轮不省力只改变力的方向，动滑轮省力不能改变方向，滑轮组既能省力也能改变力的方向。 典例引领 考向01 按照要求设计滑轮组 【例1】如图，人在楼上用滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。 【答案】 【详解】由图可知，人在楼上用滑轮组提升重物，拉力方向需向上，因此绕绳时需从动滑轮开始。 考向02 特殊的滑轮及滑轮组 【例2】下列几种简单机械相关的说法中，错误的是（　　） A．图甲中OA是动力臂 B．图乙中的装置可以省一半力 C．图丙中的装置是一种省力杠杆 D．图丁中的汽车方向盘是简单机械中的轮轴 【答案】B 【详解】A．动力臂是支点到动力作用线的距离，不是支点到动力作用点的距离，图甲误把杠杆的长度当成了力臂，故A正确，不符合题意； B．图乙所示的装置是定滑轮，不能省力，只能改变力的方向，故B错误，符合题意； C．在图丙中，这是一个动滑轮装置。动滑轮的特点是省一半力，但会费一倍的距离。因此，图丙中的装置确实是一种省力杠杆，故C正确，不符合题意； D．在图丁中，汽车的方向盘是一个典型的轮轴装置。轮轴是由一个轮和一个轴组成的简单机械，轮和轴固定在一起，在轮上用力，带动轴转动，故D正确，不符合题意。 故选B。 考向03 斜面模型及相关计算 【例3】图-1是“广东第一峰盘山公路——广东天路”，公路修得弯弯曲曲，宛如盘龙，其相当于______（选填“斜面”或“轮轴”）；图-2是用螺丝刀拧螺丝的情景，手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；使用图-3中滑轮的目的是改变力的______。 【答案】 斜面 粗 方向 【详解】盘山公路弯弯曲曲，通过延长行驶路程实现省力，属于简单机械中的斜面。 拧螺丝的螺丝刀属于轮轴，轮轴省力规律是轮半径越大越省力，手柄越粗轮半径越大，因此粗手柄的螺丝刀更省力。 图中该滑轮是定滑轮，定滑轮不省力，作用是改变力的方向。 考向04 轮轴模型及相关计算 【例4】简单机械在我国古代被广泛应用于生活和生产，如杠杆、滑轮、轮轴（）。 (1)我国古代劳动人民提升重物或移动重物常用到滑轮组，如图甲、乙是用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组，分别将同一物体提升相同的高度，绳子自由端移动的距离分别为、，则__________，则绳子自由端拉力：__________（选填“”“”或“=”）； (2)如图丙所示是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的情境，其简化结构图如图丁所示，绞盘横杆长度与滚轴直径之比为，已知每块大理石的重力为，吊筐的重力为100 N，不计绳重和机械间的所有摩擦。 ①绞车可以看作__________（选填“轮轴”或“滑轮”）。 ②一位工匠的最大推力为400 N，在某次工作中，该工匠匀速推动绞车提升大理石板10 m；在绳子最大拉力足够的情况下该工匠最多一次能够借助绞车吊起__________块大理石。 (3)桔槔（杠杆）是中国古代一项伟大的发明。如图己是古人利用桔槔从井里汲水的示意图，在它的前端处用一根轻质细杆系一个水桶，在后端处绑一块配重的石块，为支点且。汲水时，先缓慢向下拉杆；装水后，缓慢向上提杆。桶重，桔槔的自重及摩擦不计。若汲水时，向下拉杆的力为，装满水后，水和桶总重为，向上提桶的力仍为，则__________；配重石块质量为__________。 【答案】(1) 2∶3 > (2) 轮轴 5 (3) 90 33 【详解】（1）甲滑轮组动滑轮上承重绳子段数，乙滑轮组，根据绳子自由端移动距离公式，得，，因此 滑轮组中拉力大小为，物体重力、动滑轮重力都相同，，则。 （2）① 绞车由横杆和滚轴组成，可绕共同轴线转动，属于轮轴。 ② 轮轴可利用杠杆平衡条件分析。根据杠杆平衡原理： 绞盘横杆长度与滚轴直径之比为，则 解得。总重力为吊筐和石头的重力之和，即 则 解得，故最多一次能够借助绞车吊起5块大理石。 （3）根据杠杆平衡条件，向下拉空桶时，配重使杠杆B端下沉，人向下拉A端，此时 代入数据有① 向上提装满水的桶时，A端总重使杠杆下沉，人向上提A端，此时 代入数据有② 联立①②，解得，，则配重质量 考向05 生活中简单机械的应用 【例5】图甲中，升旗手向下拉绳，国旗就上升，这是由于旗杆顶部有______滑轮，它不能省力，但可以______；图乙是用于松紧内六角螺丝的扳手，，其使用方法如图丙、丁所示，图______（选填“丙”或“丁”）中的方法可以更轻松的拧动螺丝。将穿好的鞋带两端向两边拉扯，鞋带就会收紧，达到省力的效果，这与简单机械中______（杠杆/滑轮组/斜面）的省力原理相同。 【答案】 定 改变力的方向 丙 滑轮组 【详解】[1][2]旗杆顶部有一个轴固定不动的滑轮，即定滑轮，定滑轮实质上是个等臂杠杆，它不能省力，但可以改变力的方向。 [3]拧动螺丝时，图丙的方法动力臂更长，可以更轻松的拧动螺丝。 [4]鞋带收紧可以通过多股绳子分担力，从而达到省力的目的，这与滑轮组的省力原理相同。 对点提升 【对点1】如图所示，请画出利用滑轮组以最省力的方式提升重物的绕线方法。 【答案】 【详解】以最省力的方式提升重物，需要动滑轮上绳子股数最多。观察滑轮组可以发现动滑轮数量比定滑轮多一个，因此为了完美利用上两个动滑轮，应从定滑轮开始绕线，如图所示： 【对点2】图甲是运动员训练背部及肩部力量时常用的高位下拉器，其简化装置如图乙所示．训练中，运动员两手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起20cm，某次训练中的三组情况记录如下表．（g取10N/kg），试求： (1)在第1组训练中，滑轮提升配重所做的功为多大？ (2)在第2组训练中，配重向上做什么样的运动？ (3)试通过数据分析该套设施中，是否存在绳子重力和摩擦的影响？ 组次 配重质量/kg 每只手施加的拉力/N 配重上升情况 1 20 110 匀速 2 20 120 ______ 3 40 220 匀速 【答案】(1)40J (2)加速 (3)见解析 【详解】（1）滑轮提升配重所做的功 （2）第一组训练中，配重匀速上升，此时把配重和动滑轮看成一个整体，这个整体受平衡力，这个整体所受的拉力等于它们的重力，这一次每只手所用的力为110N。第二组训练中，每只手所用的拉力为120N，此时整体所受的拉力大于它们的重力，所以配重向上做加速运动。 （3）由图可知，下拉器中的滑轮组中承担物重的绳子段数n=2，假设没有绳重和摩擦力影响。 第1组训练中， 每只手拉力 所以 第3组训练中，配重的重力G2=m2g=40kg×10N/kg=400N 每只手拉力 所以 两次训练中得到动滑轮重力不相等，说明假设不成立，所以该套设施中，存在绳重和摩擦影响。 【对点3】工人将重为500N的小车推到水平车厢中，如图所示，F始终与小车运动方向相同，图中A、C、D是小车在三段路面的起点，小车的运动时间、推力、速度如下表，AB=1m，下列说法正确的是（　　） 路段 AB BC CD DE 时间t/s 2 2 4 2 推力F/N 300 200 400 100 速度v/m·s-1 1 0.5 0.75 A．小车在AB段运动的平均速度为1m/s B．工人的推力在BC段做的功为500J C．工人的推力在CD段和DE段的功率之比为8∶3 D．在斜面CD段的推力最大，说明斜面不能省力 【答案】C 【详解】A．已知，段运动时间，小车在AB段运动的平均速度为 故A错误； B．段速度，运动时间，则段路程 推力，工人的推力在BC段做的功 故B错误。 C．段功率 段功率 功率之比 故C正确。 D．判断斜面是否省力，需要和直接提升物体的力对比：直接提升小车需要的力等于小车重力，斜面段推力为，因此斜面可以省力，故D错误。 故选C。 【对点4】如图所示是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民将谷物倒入扇车后，快速摇动摇柄，使扇轮匀速转动产生气流，气流使枯瘪谷物从远端出风口飞出。下列说法中正确的是（ ） A．从出风口飞出的枯瘪谷物没有惯性 B．气流使枯瘪谷物从出风口飞出，说明力可以改变物体的运动状态 C．农民摇动摇柄的力和摇柄对农民的力是一对平衡力 D．摇柄使用时相当于轮轴，可以省距离 【答案】B 【详解】A．一切物体在任何情况下都具有惯性，飞出的枯瘪谷物也具有惯性，故A错误； B．气流对枯瘪谷物施加力的作用，使枯瘪谷物的运动速度发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，故B正确； C．农民摇动摇柄的力作用在摇柄上，摇柄对农民的力作用在农民身上，两个力作用在不同物体上，属于相互作用力，不是平衡力，故C错误； D．摇柄属于轮轴，动力作用在轮上，轮半径大于轴半径，该轮轴省力，费距离，故D错误。 故选B。 【对点5】构建模型是进行科学研究的重要手段和前提。图甲是卫生间的地漏，从其结构上看，它实际上是________模型；如图乙所示，弯弯曲曲的盘山公路实际上是________模型。 【答案】 连通器 斜面 【详解】[1]卫生间的地漏，采用了两侧顶部开口，底部连通的结构，实际上是连通器模型； [2]弯弯曲曲的盘山公路实际上是斜面模型，通过增大斜面长度来减小坡度，达到省力的目的，且任何机械都不能省功。 学科网（北京）股份有限公司 $