11.2 滑轮（知识解读）2026-2027学年九年级物理上册同步知识解读与专题训练（新教材，苏科版）

本讲义聚焦初中物理“滑轮”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、费距离）、滑轮组（组合优势、省力且改变方向）及轮轴（杠杆变形、省力应用）的定义、分类、工作原理与计算，构建从基础概念到实际应用的递进式学习支架。 该资料通过8大题型归纳（含概念辨析、计算推理、实际应用），结合例题与变式题设计，强化科学思维（模型建构、科学推理）和物理观念（机械原理认知）。课中辅助教师分层教学，课后随堂巩固助力学生查漏补缺，提升解决简单机械实际问题的能力。

11.2 滑轮（知识解读） 【新教材苏科版】 题型归纳 【题型1 】 3 【题型2 动滑轮的概念、实质及特点】 3 【题型3 】 4 【题型4 】 4 【题型5 】 4 【题型6 】 3 【题型7 】 5 【题型8 】 5 【随堂巩固】 6 考点1 滑轮的定义及其分类和工作特点 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。滑轮可以分为定滑轮和动滑轮。‌ 2、定滑轮工作特点 （1）轴的位置固定不动：这是定滑轮最基本的特征，即滑轮在使用过程中，其轴心位置是保持不变的。‌ （2）不省力也不费力：使用定滑轮并不能减少所需施加的力。也就是说，通过定滑轮提起重物，所需的力量与直接提起重物所需的力量是相同的。‌ （3）可以改变力的方向：虽然定滑轮不能省力，但它可以改变施力的方向。这对于某些需要改变施力方向的应用场景来说是非常有用的。‌ （4）定滑轮的原理（如图所示）：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（F1l1=F2l2）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（如图所示）：动滑轮实质是个动力臂（L1）为阻力臂（L2）二倍的杠杆。 【题型1 】 【例1】在探究定滑轮工作特点的实验中，用定滑轮提升重物，如图所示，沿不同方向匀速拉动弹簧测力计，示数均相等，说明使用定滑轮时，各方向拉力大小__________；实际操作中，测得的拉力略大于物体的重力，原因是存在__________。 【变式1-1】如图所示，用手拉着弹簧测力计，使钩码处于静止状态。下列说法正确的是（     ） A．绳子对钩码的拉力与弹簧测力计对绳子的拉力是一对相互作用的力 B．钩码受到的重力与绳子对钩码的拉力是一对平衡力 C．使用该滑轮拉动钩码时，一定可以省一半的力 D．使用该滑轮提升钩码时，机械效率为100% 【变式1-2】如图所示的装置中，甲物体重7N，乙物体重2N。甲、乙均保持静止状态。不计弹簧测力计及绳重，则下列说法正确的是（　　） A．甲受到绳子的拉力为5N B．乙受到的合力为5N C．甲对地面的压力为5N D．弹簧测力计的示数为0N 【变式1-3】为了响应国家体重管理的号召，小明用如图所示的简易拉力器进行身体锻炼，该装置所用滑轮是________滑轮，该滑轮的作用是________，绳重及绳与滑轮之间的摩擦可忽略不计，则拉力F________重力G（选填“”“”或“”）。 【题型2 动滑轮的概念、实质及特点】 【例2】如图所示，在拉力F的作用下，滑轮和物体A一起向右做匀速直线运动。实验中，若不计滑轮、绳子和弹簧测力计的重力以及滑轮与绳之间的摩擦，弹簧测力计的示数是5N，则物体A所受的摩擦力是________N，则拉力F是________N。若滑轮移动了2m，则物体A移动了________m。 【变式2-1】如图所示，在“使用动滑轮”的实验中，竖直匀速向上拉弹簧测力计，弹簧测力计的示数分别是、，则下列相关说法正确的是（     ） A．该滑轮是定滑轮 B．该滑轮可以改变施力的方向 C．、的大小相等 D．若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是0.4m 【变式2-2】实践活动中，小明为了把地面上的重物提升一定高度，用同样的器材设计了甲、乙两种方案（如图所示）。若匀速提升过程中，绳重及摩擦忽略不计，下列分析正确的是（　　） A．图甲是定滑轮，可以省力 B．图甲是动滑轮，改变了用力方向 C．图乙是动滑轮，可以省力 D．图乙是定滑轮，改变了用力方向 【变式2-3】如图所示装置，竖直向上拉动弹簧测力计使钩码匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示。则绳子自由端移动的距离是________m；自由端绳的拉力为________N；若不计绳重、摩擦，钩码总重力为1.5N，动滑轮重力为________N。 【题型3 】 【例3】小南用如图所示的装置提升钩码，弹簧测力计的示数如图所示，则拉力为________N，若绳子自由端在拉力的作用下移动了20cm，则钩码上升的高度为________m。 【变式3-1】在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，装置如图所示。两个钩码总重为G，弹簧测力计静止时的示数分别为、，若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.1m B．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.2m C．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.05m D．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.2m 【变式3-2】如图所示，图中滑轮为_______（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；现在用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为_______N。 【变式3-3】考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积约为4m3如图所示，在打捞石像的过程中，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升，需要竖直向上的拉力F=3.2×104N。在没有将石像提出水面前，若不计摩擦和滑轮重力，（=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求： (1)石像受到的浮力； (2)石像的重力； (3)若将石像提升了1m，石像底部位置的水的压强减少了多少？ 考点2 滑轮组及其工作特点 1、滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 注意：滑轮组不是既可以省力又可以省距离，没有任何机械既可以省力又可以省距离。 （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。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）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、使用滑轮组时，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）。 3、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。 4、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。 【题型4 】 【例4】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 【变式4-1】如图甲所示，这是汽车起重机，其中A、B部分的滑轮组结构如图乙所示。电动机牵引钢丝绳，将重为1500N的物体匀速提升1.5m，若不计滑轮重、绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮A和滑轮B都是动滑轮 B．滑轮A对物体的拉力为500N C．绳子自由端移动的距离为3m D．绳子自由端的拉力F的大小为500N 【变式4-2】如图所示，A、B两个滑轮中，A是___________滑轮，它们组合在一起构成一个滑轮组，使用它既可以___________，又可以___________；在不考虑滑轮重和摩擦时，物体与桌面的摩擦力是90N，匀速移动物体，水平拉力F为 ________N。 【变式4-3】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”）。 【题型5 】 【例5】如图工人用滑轮组提升材料按要求完成作图； 【变式5-1】一辆汽车不小心陷进了泥潭中，司机按如图所示的方法安装滑轮，可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。 【变式5-2】用如图所示的滑轮组将一个物体用最省力的方法匀速提升，请在图中画出最省力的滑轮组的绕绳方法。 【变式5-3】⼩华借助滑轮组提升重物，请画出最省⼒的绕线⽅法。 【题型6 滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系】 【例6】在图所示两个滑轮中，其中B是___________（选填“定”或“动”）滑轮；它们组合在一起构成一个滑轮组，当物体移动1m时，绳子的自由端移动距离是___________m。 【变式6-1】将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60N，B重10N（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（　　） A．物体A所受地面的摩擦力为60N B．物体B下降1m，物体A 向右移动3m C．若对A施加一个水平向左的拉力为40N，刚好使A匀速向左运动 D．匀速上升时，绳子对物体B的拉力等于20N 【变式6-2】两个滑轮用如图所示的方式组合，其中动滑轮是______（A/B），当用力F＝20N的力匀速拉动绳端移动了2m时，物体移动了______m；物体受到地面的滑动摩擦力为______N。（不计轮重及滑轮与绳子的摩擦） 【变式6-3】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？ 考点3 轮轴的原理及特点 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（如图所示）。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、轮轴的原理：使用轮轴时，一般情况下作用在轮上的力和轴上的力的作用线都与轮和轴相切，因此，它们的力臂就是对应的轮半径和轴半径、由于轮半径总大于轴半径，因此当动力作用于轮时，轮轴为省力费距离杠杆，实际的例子：有自行车脚踏与轮盘（大齿轮）是省力轮轴。 4、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。 5、轮轴的公式：F1R=F2r； 6、轮轴的应用：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。 【题型7 轮轴模型及相关计算】 【例7】用如下图所示的扳手拧螺丝时，该扳手相当于一个______（选填“轮轴”或“滑轮”），使用时可以省______（选填“力”或“距离”）。一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在______（选填“A”“B”或“C”）点处更容易拧动螺丝。 【变式7-1】如图所示为自行车的结构图，关于其机械应用，下列说法正确的是（　　） A．车把：属于杠杆，能省距离 B．车闸：属于杠杆，能省距离 C．脚踏板：属于轮轴，能省距离 D．螺丝：属于斜面，费距离 【变式7-2】如图所示是家用水果削皮机，转动摇把，上面的梨旋转起来即可削皮。下列关于水果削皮机的说法中正确的是（    ） A．削皮机底部的吸盘利用分子引力吸附在桌面上 B．图中正在削皮的梨匀速转动时，梨的动能会减小 C．转动时，梨所受重力的方向是垂直向下 D．削皮机的摇把在使用时相当于动滑轮 【变式7-3】如图甲所示是一个辘轳，人们借助辘轳从井中汲水，此辘轳使用时属于_______（选填“斜面”、“滑轮”、“轮轴”）。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，可以看成一个杠杆，它的支点是_______（选填“A”、“B”、“C”）。图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用_______（选填“①”或“②”）。 【题型8 】 【例8】根据你对自行车（如图）的认识，下列说法错误的是（　　） A．自行车车轮转轴内的小滚珠是以滚动代替滑动减小摩擦力 B．自行车踏板上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力 C．自行车的车把是轮轴，可以省力 D．刹车控制器属于杠杆，可以省距离 【变式8-1】生活中许多场景都蕴含了物理知识，下列对图中的现象描述正确的是（   ） A．图甲：手距离核桃的位置越近就越省力 B．图乙：飞机加速升空的过程中受到的大气压变大 C．图丙：打年糕说明力能使物体发生形变 D．图丁：工人为找在同一水平线上的A、B两点，利用了重心的原理 【变式8-2】在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有轮轴和斜面。如图所示，盘山公路就相当于一个__________。如图汽车在盘山公路上行驶上陡坡时，司机常要换用低速挡，这样做是在发动机输出功率一定时，增大爬坡时的__________。 【变式8-3】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）。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．矗立在操场上的旗杆，顶部有一个如图所示的滑轮，该滑轮是（     ） A．动滑轮 B．定滑轮 C．可以省距离 D．可以省力 2．《天工开物・作咸》中记录了井盐的生产过程。题图是古人从井中汲卤的示意图，顶端的装置是（     ） A．动滑轮 B．定滑轮 C．滑轮组 D．斜面 3．如图是锻炼上肢力量的器械，向下拉握把时，下方的配重便向上运动。该器械中滑轮的作用是（　　） A．改变拉动距离 B．改变力的方向 C．减小拉动的力 D．减小拉力做功 4．下列关于家中卫浴室的说法中，错误的是（　　） A．在镜子中看到的自己是因为光的反射形成了虚像 B．水龙头开关是一个轮轴，其主要作用是为了省距离 C．洗脸盆中的水越多，底部的塞子越难拔出来，这是因为水的深度越深，压强越大 D．洗手盆的下水管制成U形，利用了连通器原理，从而达到阻隔臭气的作用 5．如图所示，用甲、乙、丙、丁四种简单机械分别提起同一重物，忽略滑轮重，杠杆重，绳重及摩擦，下列不省力的是（     ） A．甲图 B．乙图 C．丙图 D．丁图 6．建筑工地上，工人师傅使用一个质量不计的动滑轮来竖直提升建材。如图所示，绳子一端固定，绕过动滑轮后，工人竖直向上拉动绳子自由端，使系在动滑轮下的建材匀速上升，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（     ） A．工人向上拉绳的力大于建材的重力 B．工人向上拉绳的力等于建材重力的一半 C．绳子自由端移动的距离小于建材上升的高度 D．工人拉力做的功大于克服建材重力做的功 7．小明去健身房用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉，使用时，若绳b处固定不动，腿在a处需用力Fa拉绳，使重物G匀速上升；若绳a处固定不动，手在b处需用力Fb拉绳，使重物G匀速上升。不计绳重和摩擦，则（　　） A．Fa＜Fb B．Fa＞Fb C．Fa=Fb D．条件不足，无法确定 8．如图所示，牵引式电梯是用电动机拉动钢缆，使轿厢上下运动。为减轻电动机负担，在钢缆的另一端绕过滑轮挂上配重，该滑轮的作用是_____________，使用该滑轮能否省功？_______。 9．如图所示是一张警用弓弩，在弓的两端使用了滑轮组将弩弦拴绕在弓上，使用滑轮组的目的是______（选填“省力”“省距离”或“提高机械效率”）。弓的表面较为粗糙，其目的是______。 10．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）。 11．用如图所示滑轮组提起重90N的物体，若不计滑轮重、绳重和摩擦，则匀速提升重物的过程中，A点所受的拉力为______N；若不计绳重和摩擦，动滑轮重9N，则匀速提升重物的过程中，拉力F为______N。 12．如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两个剪片形成的刀口中时，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。两个剪片的刀刃很锋利，这是通过______的方法来增大压强。若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用80N的拉力作用在绳子自由端时，A点受到绳子a的拉力为______N，滑轮组中定滑轮的作用是______。 13．如图所示，物体A重5N，放在水平桌面上，通过绳子和滑轮连接重为4N的物体B，此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是______N，方向向______（填左或右）若在物体B上加一个重为5N的物体，使物体A沿桌面加速运动，则A受到的摩擦力为______N（不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦） 14．如图，为使得高铁输电线保持绷直状态，保障列车电极与输电线良好接触，采用了图1所示的坠砣牵引装置。请你在图2中画出滑轮组的绕线方式。 15．如图所示，用滑轮组（不计滑轮质量和滑轮上的摩擦）帮助汽车脱困时，汽车沿水平方向做匀速直线运动，已知施加在绳子自由端的力F为500 N，请作出汽车在水平方向上受到的力（标出力的大小）。 16．如图所示，动滑轮的实质是一个杠杆，请在图中标出其支点O，并分别画出动力F1、阻力F2、以及动力臂l1和阻力臂l2。 17．如图所示，使用重为的动滑轮将一质量为的物体提起，若不计绳重和摩擦，求：（g取） (1)物体的重力； (2)拉力的大小； (3)若物体在内上升了，求绳子自由端移动的速度。 18．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力F把重500N的物体A提升4m，不计绳重和摩擦。 (1)求绳子自由端移动的距离。 (2)求动滑轮重。 (3)若用此滑轮组将重800N的物体竖直向上匀速提升，作用在绳子自由端的拉力应为多大？ 19．小雨通过如图甲所示滑轮组将水中的物体匀速提升至空中，绳子自由端的拉力与绳子自由端移动的距离的关系图像如图乙所示，其物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为，不计绳重、摩擦和水的阻力。（，取）求： (1)物体在空中上升，小雨做的功； (2)物体的重力、质量以及动滑轮的重力； (3)物体浸没在水中时受到的浮力以及物体的密度。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.2 滑轮（知识解读） 【新教材苏科版】 题型归纳 【题型1 】 3 【题型2 动滑轮的概念、实质及特点】 3 【题型3 】 4 【题型4 】 4 【题型5 】 4 【题型6 】 3 【题型7 】 5 【题型8 】 5 【随堂巩固】 6 考点1 滑轮的定义及其分类和工作特点 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。滑轮可以分为定滑轮和动滑轮。‌ 2、定滑轮工作特点 （1）轴的位置固定不动：这是定滑轮最基本的特征，即滑轮在使用过程中，其轴心位置是保持不变的。‌ （2）不省力也不费力：使用定滑轮并不能减少所需施加的力。也就是说，通过定滑轮提起重物，所需的力量与直接提起重物所需的力量是相同的。‌ （3）可以改变力的方向：虽然定滑轮不能省力，但它可以改变施力的方向。这对于某些需要改变施力方向的应用场景来说是非常有用的。‌ （4）定滑轮的原理（如图所示）：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（F1l1=F2l2）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（如图所示）：动滑轮实质是个动力臂（L1）为阻力臂（L2）二倍的杠杆。 【题型1 】 【例1】在探究定滑轮工作特点的实验中，用定滑轮提升重物，如图所示，沿不同方向匀速拉动弹簧测力计，示数均相等，说明使用定滑轮时，各方向拉力大小__________；实际操作中，测得的拉力略大于物体的重力，原因是存在__________。 【答案】 相等 摩擦 【详解】由图可知，该滑轮是定滑轮，用定滑轮提升重物时，沿不同方向匀速拉动弹簧测力计，示数均相等，说明使用定滑轮时不省力，各方向拉力大小相等。 实际操作中，由于转轴处存在摩擦，需要克服摩擦，所以测得的拉力略大于物体的重力。 【变式1-1】如图所示，用手拉着弹簧测力计，使钩码处于静止状态。下列说法正确的是（     ） A．绳子对钩码的拉力与弹簧测力计对绳子的拉力是一对相互作用的力 B．钩码受到的重力与绳子对钩码的拉力是一对平衡力 C．使用该滑轮拉动钩码时，一定可以省一半的力 D．使用该滑轮提升钩码时，机械效率为100% 【答案】B 【详解】A．相互作用力应分别作用在两个物体上，弹簧测力计对绳子的拉力的反作用力是绳子对弹簧测力计的拉力，故A错误； B．钩码处于静止状态，钩码受到的重力与绳子对钩码的拉力作用在同一物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故B正确； C．图中滑轮为定滑轮，使用定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故C错误； D．实际使用滑轮提升钩码时，需要克服绳重、摩擦等做额外功，机械效率小于100%，故D错误。 故选B。 【变式1-2】如图所示的装置中，甲物体重7N，乙物体重2N。甲、乙均保持静止状态。不计弹簧测力计及绳重，则下列说法正确的是（　　） A．甲受到绳子的拉力为5N B．乙受到的合力为5N C．甲对地面的压力为5N D．弹簧测力计的示数为0N 【答案】C 【详解】AD．乙保持静止状态，乙物体重2N，所以乙受到绳子拉力为2N，因为定滑轮绳子两端拉力相同，所以弹簧测力计挂钩处受到绳子拉力大小也为2N，弹簧测力计静止，因此弹簧测力计两侧受到绳子的拉力相等，所以弹簧测力计拉环处受到左侧绳子拉力也为2N，同理可知，甲受到绳子的拉力也为2N，故AD错误； B．乙保持静止状态，所以受力平衡，因此乙受到的合力为0N，故B错误； C．甲静止，处于平衡状态，对甲进行受力分析有 所以支持力等于重力和拉力的差值等于 支持力和压力是一对相互作用力，相互作用力的大小是相等的，所以甲对地面的压力为5N，故C正确。 故选C。 【变式1-3】为了响应国家体重管理的号召，小明用如图所示的简易拉力器进行身体锻炼，该装置所用滑轮是________滑轮，该滑轮的作用是________，绳重及绳与滑轮之间的摩擦可忽略不计，则拉力F________重力G（选填“”“”或“”）。 【答案】 定 改变力的方向 = 【详解】[1]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。 [2]定滑轮不能省力，但是可以改变力的方向。 [3]同一根绳子上的力相等，定滑轮不改变力的大小，所以拉力等于重力。 【题型2 动滑轮的概念、实质及特点】 【例2】如图所示，在拉力F的作用下，滑轮和物体A一起向右做匀速直线运动。实验中，若不计滑轮、绳子和弹簧测力计的重力以及滑轮与绳之间的摩擦，弹簧测力计的示数是5N，则物体A所受的摩擦力是________N，则拉力F是________N。若滑轮移动了2m，则物体A移动了________m。 【答案】 5 10 4 【详解】弹簧测力计的示数为5N，所以下面一段绳子对物体的拉力也是5N，物体做匀速直线运动，所受拉力与摩擦力平衡，所以物体受到的摩擦力等于5N。因为拉力作用在动滑轮轴上，所以可得。动滑轮由2段绳子承担，若拉力F端移动了2m，则物体A移动4m。 【变式2-1】如图所示，在“使用动滑轮”的实验中，竖直匀速向上拉弹簧测力计，弹簧测力计的示数分别是、，则下列相关说法正确的是（     ） A．该滑轮是定滑轮 B．该滑轮可以改变施力的方向 C．、的大小相等 D．若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是0.4m 【答案】C 【详解】A．该滑轮的轴会随钩码一起运动，是动滑轮，故A错误； B．该滑轮是动滑轮，动滑轮的特点是省力，但不能改变施力的方向，故B错误； C．、拉的是同一根绳子，同一根绳子的拉力（张力）大小处处相等，两个弹簧测力计的示数就是绳子拉力的大小，因此和大小相等，故C正确； D．使用此动滑轮时，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的两倍，自由端移动距离，故D错误。 故选C。 【变式2-2】实践活动中，小明为了把地面上的重物提升一定高度，用同样的器材设计了甲、乙两种方案（如图所示）。若匀速提升过程中，绳重及摩擦忽略不计，下列分析正确的是（　　） A．图甲是定滑轮，可以省力 B．图甲是动滑轮，改变了用力方向 C．图乙是动滑轮，可以省力 D．图乙是定滑轮，改变了用力方向 【答案】C 【详解】AB．甲图中的滑轮的轴固定不动，是定滑轮，不省力，不省距离，可以改变力的方向，故AB错误； CD．乙图的滑轮与被拉物体一起运动，是动滑轮，可以省力，不能改变力的方向，故C正确，D错误。 故选C。 【变式2-3】如图所示装置，竖直向上拉动弹簧测力计使钩码匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示。则绳子自由端移动的距离是________m；自由端绳的拉力为________N；若不计绳重、摩擦，钩码总重力为1.5N，动滑轮重力为________N。 【答案】 0.2 0.8 0.1 【详解】图中动滑轮承重绳子， 物体上升高度，自由端移动距离 测力计分度值0.2N，指针指在0.8N处，拉力；不计绳重与摩擦，根据公式得 【题型3 】 【例3】小南用如图所示的装置提升钩码，弹簧测力计的示数如图所示，则拉力为________N，若绳子自由端在拉力的作用下移动了20cm，则钩码上升的高度为________m。 【答案】 1.2 0.1 【详解】弹簧测力计的分度值为，所测得的拉力为；动滑轮上承担物重的绳子段数，绳子自由端在拉力作用下移动的距离，则钩码上升的高度 【变式3-1】在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，装置如图所示。两个钩码总重为G，弹簧测力计静止时的示数分别为、，若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.1m B．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.2m C．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.05m D．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.2m 【答案】B 【详解】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，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，故ACD错误，B正确。 故选B。 【变式3-2】如图所示，图中滑轮为_______（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；现在用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为_______N。 【答案】 动滑轮 80 【详解】该滑轮的轴会随物体A一起运动，因此是动滑轮；A与滑轮相连的绳子所受的拉力，绳子也拉着动滑轮，由以上两式得 物体A受力平衡得 则 B与地面间的摩擦力为 【变式3-3】考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积约为4m3如图所示，在打捞石像的过程中，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升，需要竖直向上的拉力F=3.2×104N。在没有将石像提出水面前，若不计摩擦和滑轮重力，（=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求： (1)石像受到的浮力； (2)石像的重力； (3)若将石像提升了1m，石像底部位置的水的压强减少了多少？ 【详解】（1）石像浸没在水中，排开水的体积等于自身体积，即 根据阿基米德原理得 （2）不计摩擦和滑轮重力，该动滑轮有效绳子段数，匀速提升时受力平衡，所以有 所以石像重力 （3）石像提升后，石像底部的水深度减少量 根据液体压强公式，压强减少量 考点2 滑轮组及其工作特点 1、滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 注意：滑轮组不是既可以省力又可以省距离，没有任何机械既可以省力又可以省距离。 （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。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）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、使用滑轮组时，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）。 3、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。 4、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。 【题型4 】 【例4】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 。 【变式4-1】如图甲所示，这是汽车起重机，其中A、B部分的滑轮组结构如图乙所示。电动机牵引钢丝绳，将重为1500N的物体匀速提升1.5m，若不计滑轮重、绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮A和滑轮B都是动滑轮 B．滑轮A对物体的拉力为500N C．绳子自由端移动的距离为3m D．绳子自由端的拉力F的大小为500N 【答案】D 【详解】A．滑轮A随物体一起移动，属于动滑轮；滑轮B的位置固定不动，属于定滑轮，因此“滑轮A和滑轮B都是动滑轮”的说法是错误的，故A错误； B．滑轮A是动滑轮，与物体连接在一起，因此滑轮A对物体的拉力等于物体重力1500N，故B错误； C．由于有三段绳子承担物重，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的3倍，即s=3h=1.5m×3=4.5m 不是3m，故C错误； D．不计滑轮重、绳重和摩擦时，拉力 符合滑轮组的省力规律，故D正确。 故选D。 【变式4-2】如图所示，A、B两个滑轮中，A是___________滑轮，它们组合在一起构成一个滑轮组，使用它既可以___________，又可以___________；在不考虑滑轮重和摩擦时，物体与桌面的摩擦力是90N，匀速移动物体，水平拉力F为 ________N。 【答案】 定 省力 改变施力的方向 45 【详解】[1][2][3]由图可知，A的位置不随物体运动，是定滑轮，B要随物体运动，是动滑轮；两者组成滑轮组，使用它可以省力，还可以改变施力的方向。 [4]物体是匀速运动的，是平衡状态，故受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，都为90N，拉物体的力是由两股绳子承担，不考虑滑轮重和摩擦，绳子自由端的力 【变式4-3】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。 【题型5 】 【例5】如图工人用滑轮组提升材料按要求完成作图； 【答案】 【详解】人站在高台上向下拉绳子，可以借助自身的体重（身体微微下蹲或后仰）来帮助施力，感觉更轻松、更稳定。因此将绳子起点固定在定滑轮挂钩，依次绕过动滑轮、定滑轮，即可得到符合要求的绕线。 【变式5-1】一辆汽车不小心陷进了泥潭中，司机按如图所示的方法安装滑轮，可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】一个定滑轮和一个动滑轮最多可以让3段绳子拉动滑轮，最省力的绕法如图所示。 【变式5-2】用如图所示的滑轮组将一个物体用最省力的方法匀速提升，请在图中画出最省力的滑轮组的绕绳方法。 【答案】 【详解】【小题1】由图可知，该滑轮组由上方的定滑轮组（包含两个滑轮）和下方的动滑轮组组成。在使用滑轮组提升重物时，承担物重的绳子段数越多，拉力就越小，也就越省力，根据滑轮组的规律可知，n最多为3，从动滑轮开始连接。 【变式5-3】⼩华借助滑轮组提升重物，请画出最省⼒的绕线⽅法。 【答案】 【详解】对由1个动滑轮和2个定滑轮组成的滑轮组，动滑轮上的股数最多是3股，根据题意小华站在地面上，可知拉力方向向下，因此要从动滑轮绕起。 【题型6 滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系】 【例6】在图所示两个滑轮中，其中B是___________（选填“定”或“动”）滑轮；它们组合在一起构成一个滑轮组，当物体移动1m时，绳子的自由端移动距离是___________m。 【答案】 动 3 【详解】由图可知，B滑轮可以随物体运动，是动滑轮。 与动滑轮相连的绳子股数为3，所以绳子自由端移动的距离 【变式6-1】将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60N，B重10N（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（　　） A．物体A所受地面的摩擦力为60N B．物体B下降1m，物体A 向右移动3m C．若对A施加一个水平向左的拉力为40N，刚好使A匀速向左运动 D．匀速上升时，绳子对物体B的拉力等于20N 【答案】C 【详解】A．物体B匀速下降，绳子拉力等于B的重力 ，动滑轮有两段绳子拉物体A，所以A受到的拉力为 。因为A匀速运动，摩擦力和拉力平衡，所以摩擦力是 ，故A错误； B．B下降的距离是绳端移动的距离，A移动的距离是绳端移动距离的一半。B下降 ，A向右移动 ，故B错误； C．当对A施加水平向左的拉力使A匀速向左运动时，A受到的摩擦力大小不变还是 （方向向右），同时滑轮组对A的拉力也是 （方向向右）。根据二力平衡，向左的拉力需要平衡这两个向右的力，即 ，故C正确； D．B匀速上升时，处于平衡状态，绳子对B的拉力等于B的重力，即 ，故D错误。 故选C。 【变式6-2】两个滑轮用如图所示的方式组合，其中动滑轮是______（A/B），当用力F＝20N的力匀速拉动绳端移动了2m时，物体移动了______m；物体受到地面的滑动摩擦力为______N。（不计轮重及滑轮与绳子的摩擦） 【答案】 A 1 40 【详解】轴的位置固定不动的是定滑轮，轴随物体一起运动的是动滑轮。图中B的轴固定在墙上不动，A的轴随物体一起运动，因此动滑轮是A；该滑轮组中，共有2段绳子拉着动滑轮（），；水平滑轮组中，拉力克服摩擦力做功，摩擦力 【变式6-3】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？ 【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 考点3 轮轴的原理及特点 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（如图所示）。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、轮轴的原理：使用轮轴时，一般情况下作用在轮上的力和轴上的力的作用线都与轮和轴相切，因此，它们的力臂就是对应的轮半径和轴半径、由于轮半径总大于轴半径，因此当动力作用于轮时，轮轴为省力费距离杠杆，实际的例子：有自行车脚踏与轮盘（大齿轮）是省力轮轴。 4、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。 5、轮轴的公式：F1R=F2r； 6、轮轴的应用：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。 【题型7 轮轴模型及相关计算】 【例7】用如下图所示的扳手拧螺丝时，该扳手相当于一个______（选填“轮轴”或“滑轮”），使用时可以省______（选填“力”或“距离”）。一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在______（选填“A”“B”或“C”）点处更容易拧动螺丝。 【答案】 轮轴 力 C 【详解】扳手拧螺丝时，以螺丝的中心为轴转动，符合轮轴的特征，所以该工具使用时是一个轮轴。扳手的轮半径大于轴半径，可以省力。 用扳手拧螺丝时，阻力和阻力臂一定，在A点施力时，动力臂最小，动力最大，在C点施力时，动力臂最大，动力最小，所以在C点施力更容易拧动螺丝。 【变式7-1】如图所示为自行车的结构图，关于其机械应用，下列说法正确的是（　　） A．车把：属于杠杆，能省距离 B．车闸：属于杠杆，能省距离 C．脚踏板：属于轮轴，能省距离 D．螺丝：属于斜面，费距离 【答案】D 【详解】A．车把属于轮轴（变形杠杆），动力作用在轮上，动力臂大于阻力臂，是省力机械，省力费距离，故A错误； B．车闸属于省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力费距离，故B错误； C．脚踏板属于轮轴，动力作用在轮上，动力臂大于阻力臂，是省力机械，省力费距离，故C错误； D．螺丝的螺纹是斜面的变形，属于斜面；斜面是省力机械，省力一定费距离，故D正确。 故选 D。 【变式7-2】如图所示是家用水果削皮机，转动摇把，上面的梨旋转起来即可削皮。下列关于水果削皮机的说法中正确的是（    ） A．削皮机底部的吸盘利用分子引力吸附在桌面上 B．图中正在削皮的梨匀速转动时，梨的动能会减小 C．转动时，梨所受重力的方向是垂直向下 D．削皮机的摇把在使用时相当于动滑轮 【答案】B 【详解】A．削皮机底部的吸盘利用大气压强吸附在桌面上，故A错误； B．图中正在削皮的梨匀速转动时，梨的速度大小不变，但质量在减小，因此梨的动能会减小，故B正确； C．转动时，梨所受重力的方向是竖直向下，故C错误； D．削皮机的摇把在使用时相当于轮轴，故D错误。 故选B。 【变式7-3】如图甲所示是一个辘轳，人们借助辘轳从井中汲水，此辘轳使用时属于_______（选填“斜面”、“滑轮”、“轮轴”）。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，可以看成一个杠杆，它的支点是_______（选填“A”、“B”、“C”）。图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用_______（选填“①”或“②”）。 【答案】 轮轴 B ① 【详解】[1]辘轳可以看作是由轮和轴组成的省力机械，所以属于轮轴。 [2]支点是杠杆在转动过程中绕其转动的固定点。在图乙中，当用辘轳提水时，杠杆（即辘轳的轮部分）是绕轴B点转动的，因此支点应为B。 [3]水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以减小动力，所以，选择图中的①可以更省力。 【题型8 】 【例8】根据你对自行车（如图）的认识，下列说法错误的是（　　） A．自行车车轮转轴内的小滚珠是以滚动代替滑动减小摩擦力 B．自行车踏板上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力 C．自行车的车把是轮轴，可以省力 D．刹车控制器属于杠杆，可以省距离 【答案】D 【详解】A．自行车车轮转轴内的小滚珠将滑动摩擦转换成了滚动摩擦，是以滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦力，故A正确，不符合题意； B．自行车踏板上的花纹是在压力一定时通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B正确，不符合题意； C．自行车的车把是轮轴，动力施加在轮上，可以省力，但是费距离，故C正确，不符合题意； D．刹车控制器属于省力杠杆，省力但是费距离，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式8-1】生活中许多场景都蕴含了物理知识，下列对图中的现象描述正确的是（   ） A．图甲：手距离核桃的位置越近就越省力 B．图乙：飞机加速升空的过程中受到的大气压变大 C．图丙：打年糕说明力能使物体发生形变 D．图丁：工人为找在同一水平线上的A、B两点，利用了重心的原理 【答案】C 【详解】A．核桃夹的原理是杠杆原理，在夹核桃的过程中，阻力和阻力臂是一定的，根据杠杆平衡原理可知，动力臂越大，则动力越小，越省力，即手距离核桃的位置越远，动力臂越大，越省力，故A错误； B．飞机加速升空的过程中，高度增大，大气压随高度的增大而减小，因此飞机加速升空的过程中受到的大气压变小，故B错误； C．力可以改变物体的形状和运动状态，打年糕，年糕变形，说明力能使物体发生形变，故C正确； D．工人为找在同一水平线上的A、B两点，用一根装水的胶管，两端分别在A、B两点的位置，当两侧水面的高度相同，说明两点在同一水平线上，此装置下端连通，上端开口，符合连通器的特点，所以利用了连通器原理，故D错误。 故选C。 【变式8-2】在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有轮轴和斜面。如图所示，盘山公路就相当于一个__________。如图汽车在盘山公路上行驶上陡坡时，司机常要换用低速挡，这样做是在发动机输出功率一定时，增大爬坡时的__________。 【答案】 斜面 牵引力 【详解】[1]在高度一定的情况下，盘山公路增加了路面的长度，盘山公路实际上是简单机械中的斜面，使用斜面可以省力。 [2]由可知，在发动机的输出功率一定时，换用低速挡降低行驶速度可以增大牵引力。 【变式8-3】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。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．矗立在操场上的旗杆，顶部有一个如图所示的滑轮，该滑轮是（     ） A．动滑轮 B．定滑轮 C．可以省距离 D．可以省力 【答案】B 【详解】旗杆顶端滑轮轴固定不动，属于定滑轮，定滑轮只能改变力的方向，既不省力、也不省距离。故选B。 2．《天工开物・作咸》中记录了井盐的生产过程。题图是古人从井中汲卤的示意图，顶端的装置是（     ） A．动滑轮 B．定滑轮 C．滑轮组 D．斜面 【答案】B 【详解】轴的位置固定不动的滑轮是定滑轮，轴随物体一起运动的是动滑轮。题图中顶端的装置，轴固定在井架上，位置不会随汲卤的桶移动，符合定滑轮的特征。 故选B。 3．如图是锻炼上肢力量的器械，向下拉握把时，下方的配重便向上运动。该器械中滑轮的作用是（　　） A．改变拉动距离 B．改变力的方向 C．减小拉动的力 D．减小拉力做功 【答案】B 【详解】该器械中的滑轮位置固定不变，属于定滑轮。定滑轮的特点是不省力、不省功，也不改变拉动距离，作用是改变力的方向。 本题中向下拉握把就能让配重向上运动，通过定滑轮改变了力的方向，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．下列关于家中卫浴室的说法中，错误的是（　　） A．在镜子中看到的自己是因为光的反射形成了虚像 B．水龙头开关是一个轮轴，其主要作用是为了省距离 C．洗脸盆中的水越多，底部的塞子越难拔出来，这是因为水的深度越深，压强越大 D．洗手盆的下水管制成U形，利用了连通器原理，从而达到阻隔臭气的作用 【答案】B 【详解】A．镜子属于平面镜，平面镜成像的原理是光的反射，成的是虚像，故A正确； B．水龙头开关属于轮轴，动力作用在轮上，是省力轮轴，特点是省力、费距离，故B错误； C．根据液体压强规律，水越深压强越大，对底部塞子的压力越大，因此塞子越难拔出，故C正确； D．洗手盆下水管的U形结构，符合连通器“上端开口、底部连通”的特点，利用连通器原理可以在管内存水，阻隔下水道的臭气，故D正确。 本题选择说法错误的，故选B。 5．如图所示，用甲、乙、丙、丁四种简单机械分别提起同一重物，忽略滑轮重，杠杆重，绳重及摩擦，下列不省力的是（     ） A．甲图 B．乙图 C．丙图 D．丁图 【答案】A 【详解】A．定滑轮实质是等臂杠杆，，不省力、只改变力的方向。故A符合题意； B．动滑轮实质是省力杠杆，忽略滑轮重​，省一半力。故B不符合题意； C．杠杆支点为O，，动力臂更长，，为省力杠杆。故C不符合题意； D．斜面是省力机械，，省力费距离。​故D不符合题意。 故选A。 6．建筑工地上，工人师傅使用一个质量不计的动滑轮来竖直提升建材。如图所示，绳子一端固定，绕过动滑轮后，工人竖直向上拉动绳子自由端，使系在动滑轮下的建材匀速上升，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（     ） A．工人向上拉绳的力大于建材的重力 B．工人向上拉绳的力等于建材重力的一半 C．绳子自由端移动的距离小于建材上升的高度 D．工人拉力做的功大于克服建材重力做的功 【答案】B 【详解】设建材重力为，工人拉力为，建材上升高度为，绳子自由端移动距离为，已知动滑轮质量不计，不计绳重和摩擦，建材匀速上升，受力平衡。本题中动滑轮的轴随建材一起运动，两段绳子向上拉动滑轮和建材，同一根绳子拉力处处相等，因此受力满足，且绳子自由端移动距离。 A．由推导得，拉力小于建材重力，故A错误； B．由可得，拉力等于建材重力的一半，故B正确； C．由可知，绳子自由端移动距离，故C错误； D．拉力做的总功，克服建材重力做的有用功，因此，两者相等，故D错误。 故选B。 7．小明去健身房用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉，使用时，若绳b处固定不动，腿在a处需用力Fa拉绳，使重物G匀速上升；若绳a处固定不动，手在b处需用力Fb拉绳，使重物G匀速上升。不计绳重和摩擦，则（　　） A．Fa＜Fb B．Fa＞Fb C．Fa=Fb D．条件不足，无法确定 【答案】A 【详解】当绳b处固定不动，腿在a处用力Fa拉绳时，该图中所有滑轮均为定滑轮，则 由图知，当绳a处固定不动，手在b处用力Fb拉绳时，a处的拉力F拉和物体的重力G相等；物体G匀速上升时，中间的滑轮处于平衡状态，中间的滑轮受向上的拉力Fb、2段绳子向下的拉力2F拉和中间滑轮向下的重力G动，由平衡条件可得 由上可知，Fa＜Fb 故A正确，BCD错误。 故选A。 8．如图所示，牵引式电梯是用电动机拉动钢缆，使轿厢上下运动。为减轻电动机负担，在钢缆的另一端绕过滑轮挂上配重，该滑轮的作用是_____________，使用该滑轮能否省功？_______。 【答案】 改变力的方向 不能 【详解】[1]如图可知，该滑轮为定滑轮，定滑轮的特点是不能省力，但可以改变力的方向。 [2]使用任何一种简单机械都不能省功。 9．如图所示是一张警用弓弩，在弓的两端使用了滑轮组将弩弦拴绕在弓上，使用滑轮组的目的是______（选填“省力”“省距离”或“提高机械效率”）。弓的表面较为粗糙，其目的是______。 【答案】 省力 增大摩擦力 【详解】[1]滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合，其特点是既可以省力，也可以改变力的方向。在警用弓弩中，在弓的两端使用滑轮组将弩弦拴绕在弓上，拉动弩弦时，使用滑轮组的目的是省力。 [2]摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，在压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大。弓的表面较为粗糙，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，防止在使用过程中手与弓之间发生相对滑动。 10．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。 11．用如图所示滑轮组提起重90N的物体，若不计滑轮重、绳重和摩擦，则匀速提升重物的过程中，A点所受的拉力为______N；若不计绳重和摩擦，动滑轮重9N，则匀速提升重物的过程中，拉力F为______N。 【答案】 60 33 【详解】 由图可知，该滑轮组中承担物重和动滑轮重的绳子段数 同一根绳子各处拉力相等。 不计滑轮重、绳重和摩擦时，拉力 定滑轮受到向下的2段绳子的拉力，总向下拉力等于A点受到的拉力，因此A点拉力 不计绳重和摩擦时，拉力公式为 代入数据得 12．如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两个剪片形成的刀口中时，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。两个剪片的刀刃很锋利，这是通过______的方法来增大压强。若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用80N的拉力作用在绳子自由端时，A点受到绳子a的拉力为______N，滑轮组中定滑轮的作用是______。 【答案】 减小受力面积 240 改变力的方向 【详解】增大压强的方法：压力一定时，减小受力面积可以增大压强。刀刃锋利是通过减小受力面积的方式增大压强。 由图可知；不计绳重、滑轮自重及摩擦时，每段绳子拉力等于自由端拉力80N，因此A点受到绳子a的拉力 定滑轮不省力，它的作用是改变力的方向。 13．如图所示，物体A重5N，放在水平桌面上，通过绳子和滑轮连接重为4N的物体B，此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是______N，方向向______（填左或右）若在物体B上加一个重为5N的物体，使物体A沿桌面加速运动，则A受到的摩擦力为______N（不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦） 【答案】 2 左 2 【详解】[1][2]由题知，不计绳子、滑轮质量以及绳子与滑轮间的摩擦，物体A水平向右匀速运动时，物体A在水平方向上受到绳子向右的拉力、桌面对物体A的摩擦力作用。因为物体A向右做匀速直线运动，处于平衡状态。由二力平衡条件得，物体A受到的摩擦力与它在水平方向上受到的绳子的拉力大小相等、方向相反，物体A在水平方向上受到绳子向右的拉力为 故物体A受到的摩擦力大小为2N，方向向左。 [3]若在物体B上加一个重为5N的物体，使物体A沿桌面加速运动，物体A的压力不变、物体A与桌面接触面的粗糙程度不变，则物体A受到的摩擦力大小不变，所以物体A受到的摩擦力仍然为2N。 14．如图，为使得高铁输电线保持绷直状态，保障列车电极与输电线良好接触，采用了图1所示的坠砣牵引装置。请你在图2中画出滑轮组的绕线方式。 【答案】 【详解】左侧固定在竖杆上、轴位置不变，是定滑轮；右侧和输电线相连、轴随输电线移动，是动滑轮，该装置依靠坠砣的重力拉紧输电线，坠砣需要挂在绳子的自由端，按此要求绕线即可。 15．如图所示，用滑轮组（不计滑轮质量和滑轮上的摩擦）帮助汽车脱困时，汽车沿水平方向做匀速直线运动，已知施加在绳子自由端的力F为500 N，请作出汽车在水平方向上受到的力（标出力的大小）。 【答案】 【详解】汽车在水平方向上做匀速直线运动，处于受力平衡状态，因此其受到的向左的拉力与向右的摩擦力是一对大小相等的平衡力。观察图中的滑轮组连接方式可知，动滑轮A由两段绳子牵引，所以滑轮组对汽车的水平向左拉力大小为，由此推知地面对汽车的水平向右的摩擦力大小同样为1000N。 因此，在图中的汽车重心处沿水平方向向左画一条带箭头的线段，并标注；然后从同一点沿水平方向向右画一条长度相等的带箭头线段，并标注 16．如图所示，动滑轮的实质是一个杠杆，请在图中标出其支点O，并分别画出动力F1、阻力F2、以及动力臂l1和阻力臂l2。 【答案】 【详解】动滑轮的支点O在绳与轮最右边的接触点；F1为动力，作用点在绳与轮最左边的接触点；阻力F2作用点在轴上，方向竖直向下；过支点O分别向动力作用线和阻力作用线画垂线，就得到动力臂l1和阻力臂l2，如图所示： 17．如图所示，使用重为的动滑轮将一质量为的物体提起，若不计绳重和摩擦，求：（g取） (1)物体的重力； (2)拉力的大小； (3)若物体在内上升了，求绳子自由端移动的速度。 【详解】（1）物体的重力 （2）由图可知，滑轮组有效绳子段数，不计绳重和摩擦，则拉力为 （3）物体上升的速度 绳子的速度 18．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力F把重500N的物体A提升4m，不计绳重和摩擦。 (1)求绳子自由端移动的距离。 (2)求动滑轮重。 (3)若用此滑轮组将重800N的物体竖直向上匀速提升，作用在绳子自由端的拉力应为多大？ 【详解】（1）由图可知，动滑轮上的绳子段数为3，绳子自由端移动的距离 （2）不计绳重和摩擦，根据可得，动滑轮重 （3）拉力 19．小雨通过如图甲所示滑轮组将水中的物体匀速提升至空中，绳子自由端的拉力与绳子自由端移动的距离的关系图像如图乙所示，其物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为，不计绳重、摩擦和水的阻力。（，取）求： (1)物体在空中上升，小雨做的功； (2)物体的重力、质量以及动滑轮的重力； (3)物体浸没在水中时受到的浮力以及物体的密度。 【详解】（1）物体在空中上升2m，滑轮组绳子段数n=3，故绳子自由端移动距离 根据图乙可知，空中阶段拉力F=300N，则小雨做的功为 （2）物体在空中匀速上升过程中做的有用功为 物体所受的重力为 物体的质量为 动滑轮的重力 （3）物体浸没时，所受的拉力为 则物体浸没时，受到的浮力为 物体的体积为 物体的密度为 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $