第11.2节 滑轮（高效培优·讲义）物理新教材苏科版九年级上册

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（省力且改变方向）及轮轴的分类、实质与工作特点，通过目标清单、教材精研、避坑指南构建学习支架，助力学生形成完整知识脉络。 资料以杠杆模型为基础深化物理观念，通过“隔离法”判断滑轮组绳子段数等科学思维方法，结合提升粽子、水平拉车等生活情境例题培养科学探究能力。课中辅助教师解析考点难点，课后分层练习（基础速刷至思维挑战）帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

第11.2节 滑轮 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 滑轮的分类和工作特点 考点02 滑轮组及其工作特点 考点03 轮轴的原理及特点 03 避坑指南·解题通法 角度01 定滑轮的概念、实质及特点 角度02 动滑轮的概念、实质及特点 角度03 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 角度04 滑轮组的构成及优点 角度05 滑轮组的连线问题 角度06 滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系 角度07 轮轴模型及相关计算 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.区分定滑轮、动滑轮的结构、省力特点与实质杠杆。 2.掌握滑轮组绕线方法，判断承担物重绳子段数n，计算拉力、绳子移动距离。 3.了解轮轴、斜面两种省力简单机械，知道斜面省力与坡度的关系。 4.能按要求完成“奇动偶定”滑轮组绕线作图。 1.对比定、动滑轮的力臂模型，理解定滑轮等臂、动滑轮省力一半的原理。 2.数绳子段数时只统计动滑轮上的绳段，梳理（s=nh）的对应计算关系。 3.分类练习拉力计算，考虑不计动滑轮重、计动滑轮重两种情况。 4.根据拉力要求，练习从动滑轮/定滑轮起头的规范绕线画法。 知识导图 考点01 滑轮的分类和工作特点 1、滑轮定义：周边有 ，中心有一转动的 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 。 2、定滑轮工作特点：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。 （1）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。 （2）定滑轮的原理（如图所示）：定滑轮实质是个 ，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：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 的杠杆，省力，多费1倍距离。 （1）动滑轮的特点：使用动滑轮能 ，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 。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 。 （2）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。 【深化点拨】 1．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）。 2．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。 3．滑轮的判断：判断一个滑轮是定滑轮还是动滑轮的关键在于观察其是否固定。‌如果一个滑轮的轴位置固定不动，‌那么它是定滑轮；‌如果一个滑轮的轴位置随着被拉物品的运动而运动，‌那么它是动滑轮。 1．校门口摆放着防冲撞的石墩。下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（     ） A． B． C． D． 2．每天清晨，北京天安门广场都要举行庄严神圣的升旗仪式。升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子，如图所示，旗杆上端的滑轮是一个________（选填“动滑轮”或“定滑轮”），它的作用是________（选填“省力”“省功”或“改变力的方向”）。    3．在研究定滑轮和动滑轮特点时做了如图所示实验，货物重，若不计轮重、绳重和摩擦，将货物匀速向上拉动，则图甲中拉力________；则图乙中拉力________， 【动滑轮与定滑轮的比较】 对比项目 定滑轮 动滑轮 轴的运动情况 轴固定不动 轴随物体一起移动 实质 等臂杠杆 省力杠杆（动力臂是阻力臂 2 倍） 拉力大小 F=G（不计绳重、摩擦） F=1/2(G+G动)（不计摩擦） 拉力方向 可以改变力的方向 不能改变力的方向 绳子移动距离 s=h s=2h 优缺点 不省力，但能改变施力方向 省一半力，费距离 共同点 （1）都属于简单机械杠杆。 （2）工作时都要克服绳重和摩擦，存在额外功。 考点02 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 ；使用滑轮组既可以 ，又可以 ，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 ，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、滑轮组绳子的股数 （1）隔离法求n：在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，将动滑轮和定滑轮隔离开，只考虑与动滑轮相连的绳子的段数，如图： （2）判断滑轮组绳子股数：根据动滑轮来判断，如果有一个动滑轮，绳子的一端系在动滑轮上，则绳子的股数是2+1=3股，如果不是系在动滑轮上就是2股。如果有N个动滑轮，绳子的一端系在动滑轮上，绳子的股数就是2N+1股，如果不是系在动滑轮上就是2N股。 3、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。 4、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。 5、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。 【深化点拨】 1．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）。 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。 1．端午将至，甄宝玉同学正在用滑轮组提升一箱重60N的粽子，如图，以下说法错误的是（　　） A．滑轮组绳子股数n=3 B．若宝玉所用拉力为22N，不计绳重和摩擦，则动滑轮重4N C．若粽子上升5m，则宝玉需要拉动绳子15m D．若宝玉拉动绳子的速度为3m/s，则粽子上升的速度为1m/s 2．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。 3．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力将重为520N的物体匀速提高2m（不计绳重和摩擦），求： (1)绳自由端的移动距离是多少？ (2)动滑轮的重力是多少？ (3)若重物再增加120N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力为多大？ 考点03 轮轴的原理及特点 1、轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的 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 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 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： 。 【深化点拨】 1．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。 2．轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，支点是绕轴着转动的固定点，动力作用在轮上，可以省力，但是费距离；动力作用在轴上，会费力，但可以省距离。 1．下图所示的各种装置中，不属于轮轴的是（   ） A．方向盘 B．门把手 C．螺丝刀 D．钢丝钳 2．图甲是用于松紧内六角螺丝的扳手，其使用方法如图乙、丙所示，图___________（选填“乙”或“丙”）中的方法可以更轻松的拧动螺丝。如图丁所示，螺丝钉上设计螺纹，使用时与简单机械中___________（选填“滑轮”“轮轴”或“斜面”）的省力原理相同。 滑轮的综合应用及解题步骤 1.滑轮类型的判断：必须“看轴” （1）核心规则：定滑轮轴固定不动，动滑轮轴随物体一起运动。 （2）操作方法： 找轴心：观察滑轮的轴是固定在墙上/天花板上，还是挂在绳子上随重物移动。 判类型：轴固定的是定滑轮；轴移动的是动滑轮。 看作用：定滑轮改变力的方向但不省力；动滑轮省一半力但费距离，且不改变力的方向（竖直向上拉时）。 （3）易错示范 错误示范：看到滑轮就认为是省力的。（错在没区分定、动滑轮） 正确理解：只有动滑轮才能省力，定滑轮只改变方向。若题目中滑轮轴随物体移动，才是动滑轮。 2.滑轮组绳子段数n的判定：必须“数直接连接动滑轮的绳子” （1）核心规则：n是指承担物重和动滑轮重的绳子段数，即直接与动滑轮相连的绳子股数。 （2）操作方法： 隔离法：在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，把滑轮组隔开。 数绳子：只数与动滑轮直接接触的绳子段数。 看末端：若绳子末端从动滑轮引出，则 n包含这根；若从定滑轮引出，则不包含。 公式应用：拉力 F=(G物+G动)（不计摩擦和绳重）；绳端移动距离s=nh。 （3）计算示范 错误示范：把所有绳子都算进去，包括固定在定滑轮上的那段。（错在多算了不承担重物的绳子） 正确示范：只数从动滑轮出来的绳子，比如图中动滑轮上有3段绳子向上拉，则 n=3。 3.滑轮组设计与绕线：遵循“奇动偶定”原则 （1）核心规则：根据要求的绳子段数n，决定绳子起点。 （2）操作方法： 算n：根据 F=G总算出需要的 n值（向上取整）。 定起点：若 n为奇数，绳子起点在动滑轮挂钩上；若 n为偶数，起点在定滑轮挂钩上。 绕线：从起点开始，依次绕过定、动滑轮，最后画出自由端。 （3）设计示范 错误示范：要求最省力，却从定滑轮开始绕，导致 n少一段。 正确理解：要最省力，就要让 n最大。若滑轮组有1个定滑轮和1个动滑轮，最多可有3段绳子承担，应从动滑轮开始绕。 4.滑轮组受力分析“整体法” 适用场景：求天花板或支架受到的拉力。 操作方法：把滑轮组和重物看作一个整体。向上的力是所有绳子拉力之和（nF），向下的力是总重力（G物+G动）。若系统静止或匀速，则 nF=G物+G动。天花板受到的拉力等于所有向下拉的绳子拉力之和。 5.特殊滑轮模型“等效替代” 适用场景：滑轮倒置、水平使用、或与弹簧测力计组合。 操作方法： 倒置动滑轮：此时动力作用在轴上，阻力在绳端，变成费力杠杆， F=2G，但省距离。 水平滑轮组：阻力是摩擦力 f，不是重力。 F=f， s=ns物。 弹簧测力计：读数即为该段绳子的拉力，同一根绳子各处拉力相等。 角度01 定滑轮的概念、实质及特点 1．工人使用如图所示的装置提升重物，不计滑轮与绳重、绳与滑轮间的摩擦，下列关于滑轮与力的大小关系说法正确的是（　　） A．图甲中的滑轮相当于一个等臂杠杆 B．图乙中滑轮的特点是可以省距离 C．图甲中的滑轮比图乙中的滑轮省力 D．图乙中的滑轮相当于一个费力杠杆 2．如图所示是一款晾衣架，天花板上的方框内安装的是_____滑轮（选填“定”或“动”）。若不计滑轮重、绳重及摩擦，当晾衣架静止时绳子上的拉力F为20N，则杆和衣架总重为_____N。摇柄可绕O点转动，逆时针摇动摇柄使晾衣架匀速上升时，作用在摇柄上的力_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）F。 3．A、B两物体叠放在水平桌面上，如图所示。当右端挂上重8 N的物体C时，物体A、B恰好能一起水平向右做匀速直线运动。忽略绳子自重及绳与滑轮之间的摩擦。图中的滑轮为______滑轮；若对物体B施加一个水平向左的力使物体A、B一起水平向左做匀速直线运动，则该力的大小为__________N。 角度02 动滑轮的概念、实质及特点 4．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 5．某同学用如图所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于____________（选填“动滑轮”“定滑轮”或“杠杆”）；若不计绳子重和摩擦，则A、B两棵树所受绳子的拉力之比为____________。 6．如图所示是一种用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，装置中滚轴B的作用是______（省力/省距离）。利用该装置提升重600N的物体时，人至少要施加______N拉力。 角度03 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 7．如图所示，木板A放在水平面上，用10 N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.2 m/s的速度在水平地面上向右匀速运动了4 m，与物块B相连的弹簧测力计的示数为3 N，若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦。则下列说法中正确的有（     ） A．木板A与地面间的摩擦力为2 N B．滑轮向右移动的速度为0.4 m/s C．绳子拉木板A的拉力大小为10 N D．物块B受到的摩擦力为3 N，方向水平向左 8．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，物体甲对地面的压力是___________N。 9．如图所示，物体的重力为，与水平地面的接触面积为。将它挂在滑轮的下方，在的拉力作用下，物体缓慢向上运动，不计绳的重及摩擦，求： (1)放在水平地面上的物体对地面的压强； (2)绳子自由端移动的距离； (3)动滑轮的重。 角度04 滑轮组的构成及优点 10．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 11．“由物及理，思维建模”。如图所示，这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，该提升装置相当于___（填简单机械名称）模型，装置中轮轴B的作用是_____（选填“省力”“省距离”或“省功”）；匀速提起摩托车，工人所用的拉力为500N，若不计摩擦、绳重和装置的自重，则摩托车的重力为______N。 角度05 滑轮组的连线问题 12．一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。 13．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。 14．如图工人用滑轮组提升材料按要求完成作图； 角度06 滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系 15．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 16．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是________；汽车被匀速拉动，作用在绳子上的拉力F为1000N，若不计滑轮重、绳子重和绳子与滑轮的摩擦，则汽车受到的摩擦力为________N。 17．如图所示，有一辆总质量为1.5t的汽车陷入泥潭，司机取来一套滑轮组将汽车拉出。整个过程中，汽车沿水平方向向右移动了2m，汽车所受水平路面的摩擦力为车总重的0.12倍。（取）求： (1)绳端移动的距离； (2)至少要用多大的拉力才能拉动汽车？ 角度07 轮轴模型及相关计算 18．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 19．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_________。 【例1】（2026·天津·中考真题）小明用图所示的装置进行上肢力量训练。图中A是_____（选填“定”或“动”）滑轮；用此装置匀速提起重的物体，需要_____的拉力。（不计摩擦和绳重） （1）定滑轮、动滑轮区分依据：判断核心看滑轮轴是否随物体一起移动，轴固定不动为定滑轮，轴随重物同步升降为动滑轮。 （2）定滑轮工作特点：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力、不省距离，唯一作用是改变拉力的施加方向；不计绳重、摩擦时拉力大小和物体重力相等。 （3）简单机械生活情境建模：以健身拉力器械为载体，将生活训练装置转化为定滑轮物理模型，训练识别日常工具中滑轮类型的能力。 （4）定滑轮与动滑轮特性对比：动滑轮能省力但不能改变力的方向，本题装置无省力效果，可借此区分两类滑轮核心功能差异。 （5）理想条件下滑轮受力分析：题干标注不计摩擦、绳重，属于理想滑轮模型，无需额外考虑损耗带来的拉力增大，直接依据定滑轮规律判断拉力。 【变式1-1】（2025·上海·中考真题）如图所示用不同方向的拉力、、匀速拉动重力为G的物体时，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（    ） A． B． C．和是一对平衡力 D．和G是一对平衡力 【变式1-2】（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 【变式1-3】（2025·河北·中考真题）图为三峡船闸的示意图。船闸利用___________的特点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定滑轮，使用这种滑轮___________（选填“可以”或“不可以”）改变力的方向。 【例2】（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 【深化点拨】 （1）动滑轮基础省力规律：常规竖直使用的单个动滑轮，两段绳子分担总载荷，理想无滑轮自重、无摩擦时拉力仅为物重的一半。 （2）理想模型与实际模型区分：理想模型忽略动滑轮自身重量、绳重和摩擦，是理论极限情况；现实中动滑轮本身有质量，必然存在额外自重带来的负担。 （3）实际动滑轮拉力范围判断：考虑动滑轮自重后，拉力一定大于理想状态下的最小理论值，以此判断选项中不可能出现的拉力数值。 （4）额外重力对简单机械的影响：动滑轮自重属于额外阻力，会增大绳子拉力，体现简单机械工作时额外负担对作用力的影响。 （5）极限值推理解题思路：先算出不计滑轮重的最小拉力作为临界值，再结合现实条件判断真实拉力只能大于该临界值，直接筛选出不符合范围的选项。 （6）定滑轮、动滑轮特性对比巩固：动滑轮能省力但不能改变力的方向，本题侧重考查动滑轮省力的限制条件，区分理论计算和真实实操的差异。 【变式2-1】（2026·四川广安·中考真题）A、B两物体叠放在水平桌面上，如图所示。当右端挂上重8N的物体C时，物体A、B恰好能一起水平向右做匀速直线运动。忽略绳子自重及绳与滑轮之间的摩擦。下列推理正确的是（     ） A．图中的滑轮为动滑轮 B．取走物体A，桌面对物体B的摩擦力大小不变 C．增加物体C的重力，可以减小桌面对物体B的摩擦力 D．若对物体B施加一个水平向左的力使物体A、B一起水平向左做匀速直线运动，则该力的大小为16N 【变式2-2】（2025·山东威海·中考真题）（多选）图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　） A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为140N B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm D．健身器材提供的最大拉力为820N 【变式2-3】（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。 ⚡基础速刷 1．如图所示，利用下列滑轮组提升重物，不计滑轮自重、绳重和摩擦，最省力的滑轮组为（     ） A． B． C． D． 2．如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，用竖直向上的拉力F将物体匀速提升，如果物体的质量为100 g，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则拉力F的大小应为（g取10 N/kg）（     ） A．1.0 N B．0.5 N C．1.5 N D．2.0 N 3．小明设计了如图所示的装置来进行“探究滑动摩擦力的影响因素”实验，水平传送带的速度可以调节，定滑轮与绳的摩擦忽略不计。对于该实验，以下说法正确的是（　　） A．木块受到静摩擦力 B．定滑轮能改变力的方向和大小 C．木块受到的摩擦力方向为水平向左 D．当传送带速度变大，木块所受摩擦力也变大 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 5．《天工开物》记载的踏碓是古代的舂米工具由杵臼演变而来，运用了杠杆原理。如图甲所示，这是书中记载的我国古人用踏碓将稻米去皮的场景，木杆可绕O点上下运动，碓头就不断砸打稻米。碓头与稻米间作用力是一对_______（选填“平衡力”或“相互作用力”）。《天工开物》还描述了滑轮的使用，如图乙所示，使用定滑轮可以_______（选填“改变力的方向”、“省力”或“省距离”）。 6．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）。 7．如图为某博物馆收藏的一件汉代陶井模型，井架下方有一个可以转动的滑轮，实际使用时将系有绳子的水桶放入井中，绳子上端绕过滑轮，用力拉绳子即可汲水。该滑轮是________滑轮（选填“定”或“动”），作用是可以________。为防止手拉绳子打滑，汲水时应该选用表面较________（选填“光滑”或“粗糙”）的绳子。 8．如下图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。 9．小明用如图所示的滑轮组提升重物。当小明用该装置将600N的重物向上匀速提升3m时，绳子上的拉力为350N；若不计绳重和摩擦，求： (1)绳子自由端移动的距离? (2)动滑轮的重力为多少? (3)若要匀速提升800N的重物，则绳子上的拉力变为多少? 🚀能力跃升 10．如图所示，用图中装置提升重400 N的物体，不计摩擦、绳重和滑轮自重，说法正确的是（     ） A．两个滑轮均为定滑轮 B．人将绳子拉过1 m，物体也上升1 m C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200 N D．使用该装置能省力，不能改变力的方向 11．1948年淮海战役中，群众用独轮车支援前线，彰显了人民的力量。如图所示，当独轮车的车把在水平位置静止时，下列说法正确的是（     ） A．独轮车相当于费力杠杆 B．独轮车的车轮属于定滑轮 C．其他条件不变时，物资越靠近车轮的轴心，人越省力 D．其他条件不变时，若手握车把的位置前移，提起车把的力会变小 12．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”x成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　） A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为120N B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm D．健身器材提供的最大拉力为820N 13．如图所示的装置中，物体A的重力为，物体B的重力为，A、B均保持静止，不计弹簧测力计和绳子的自重及滑轮摩擦。 (1)装置中的滑轮为____________滑轮； (2)弹簧测力计的示数为_______________N，它所受合力为_____________N； (3)绳子对物体B的拉力为___________N，物体A对水平地面的压力为_________________N。 14．一支冰棒全部熔化成水后，水的体积与冰的体积相比较，______（选填“变大了”“变小了”或“不变”）。（，）；用如图所示的滑轮组将重150N的重物匀速提起，忽略摩擦、动滑轮及绳子的重，那么作用在绳子自由端的拉力为______N。 15．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______。 16．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）。 17．工人利用如图所示的滑轮组将重400N的物体向上匀速提起，动滑轮重力为100N。（不计绳重和摩擦） (1)当物体向上匀速提起2m时，求绳子自由端移动的距离。 (2)求所用拉力F大小。 (3)若此滑轮组绳子承受最大拉力为800N，求该滑轮组一次能提起的最大物重。 🌟思维挑战 18．工人师傅采用同一滑轮组用如图所示两种方式提升同一建材，使建材以相同的速度匀速直线上升相同高度，若不计绳重及摩擦，则下列相关说法正确的是（　　） A．甲、乙滑轮组中绳子自由端的拉力相等 B．甲、乙滑轮组绳子自由端移动速度相等 C．甲、乙滑轮组绳子自由端移动的距离 D．拉力F一定时，选择乙滑轮组可以吊起更重的物体 19．小艳和老郭进行一场“拔滑轮”比赛。A为固定在地面的柱子，小艳、老郭所拉绳子对滑轮的拉力分别为、，如图所示，M、N均为绳子 上的点。（忽略滑轮轮重以及轮与轴之间的摩擦力），则（　　） A．若滑轮保持静止，则 B．若N点向右移动0.2m，则M点只向右移动0.1m C．小艳拉的那端更省力，小艳会获胜 D．若M点向左移动0.2m，则N点只向左移动0.1m 20．如图所示，物重为40N，绳的一端固定在地上，另一端跨过滑轮固定在物体上。当滑轮在力F的作用下匀速上升时，若绳重、滑轮重及摩擦不计，则力F为_____N；若F向上移动10cm，则物体上升______cm。 21．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。 22．如图所示，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AO∶OB=2∶3，OD∶DB=1∶1，滑轮重G动=100N。当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，边长L=0.2m的正方体M对水平地面的压强p1=7500Pa；当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，正方体M对水平地面的压强p2=15000Pa。（若不计杠杆重、绳重和摩擦，图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向，g=10N/kg）求： （1）拉力F和物体M的重力G； （2）若将物体刚好被拉离地面，作用在B点施加的拉力F。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11.2节 滑轮 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 滑轮的分类和工作特点 考点02 滑轮组及其工作特点 考点03 轮轴的原理及特点 03 避坑指南·解题通法 角度01 定滑轮的概念、实质及特点 角度02 动滑轮的概念、实质及特点 角度03 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 角度04 滑轮组的构成及优点 角度05 滑轮组的连线问题 角度06 滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系 角度07 轮轴模型及相关计算 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.区分定滑轮、动滑轮的结构、省力特点与实质杠杆。 2.掌握滑轮组绕线方法，判断承担物重绳子段数n，计算拉力、绳子移动距离。 3.了解轮轴、斜面两种省力简单机械，知道斜面省力与坡度的关系。 4.能按要求完成“奇动偶定”滑轮组绕线作图。 1.对比定、动滑轮的力臂模型，理解定滑轮等臂、动滑轮省力一半的原理。 2.数绳子段数时只统计动滑轮上的绳段，梳理（s=nh）的对应计算关系。 3.分类练习拉力计算，考虑不计动滑轮重、计动滑轮重两种情况。 4.根据拉力要求，练习从动滑轮/定滑轮起头的规范绕线画法。 知识导图 考点01 滑轮的分类和工作特点 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；滑轮分为定滑轮和动滑轮。 2、定滑轮工作特点：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。 （1）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。 （2）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：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。 （1）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。 （2）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。 【深化点拨】 1．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）。 2．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。 3．滑轮的判断：判断一个滑轮是定滑轮还是动滑轮的关键在于观察其是否固定。‌如果一个滑轮的轴位置固定不动，‌那么它是定滑轮；‌如果一个滑轮的轴位置随着被拉物品的运动而运动，‌那么它是动滑轮。 1．校门口摆放着防冲撞的石墩。下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A图中石墩可视为动滑轮，绳子一端固定在立柱上，人拉另一端，该情况能省一半力；B图中立柱可视为定滑轮，不省力也不费力，只能改变力的方向；CD图中直接拉石墩，没有使用机械，不能省力，故选A。 2．每天清晨，北京天安门广场都要举行庄严神圣的升旗仪式。升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子，如图所示，旗杆上端的滑轮是一个________（选填“动滑轮”或“定滑轮”），它的作用是________（选填“省力”“省功”或“改变力的方向”）。    【答案】 定滑轮 改变力的方向 【详解】旗杆上端的滑轮固定在旗杆顶端，轴不随国旗移动，因此是定滑轮。 定滑轮不能省力，也不能省功，它的作用是改变力的方向；本题中向下拉绳子就能让国旗向上升起，就体现了定滑轮改变力的方向的作用。 3．在研究定滑轮和动滑轮特点时做了如图所示实验，货物重，若不计轮重、绳重和摩擦，将货物匀速向上拉动，则图甲中拉力________；则图乙中拉力________， 【答案】 50 25 【详解】图甲是定滑轮，定滑轮只能改变力的方向，不能省力，不计轮重、绳重和摩擦，所以拉力 图乙是动滑轮，动滑轮省力，图中动滑轮上绳子段数为2段，不计轮重、绳重和摩擦，所以图乙中拉力 【动滑轮与定滑轮的比较】 对比项目 定滑轮 动滑轮 轴的运动情况 轴固定不动 轴随物体一起移动 实质 等臂杠杆 省力杠杆（动力臂是阻力臂 2 倍） 拉力大小 F=G（不计绳重、摩擦） F=1/2(G+G动)（不计摩擦） 拉力方向 可以改变力的方向 不能改变力的方向 绳子移动距离 s=h s=2h 优缺点 不省力，但能改变施力方向 省一半力，费距离 共同点 （1）都属于简单机械杠杆。 （2）工作时都要克服绳重和摩擦，存在额外功。 考点02 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。 （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、滑轮组绳子的股数 （1）隔离法求n：在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，将动滑轮和定滑轮隔离开，只考虑与动滑轮相连的绳子的段数，如图： （2）判断滑轮组绳子股数：根据动滑轮来判断，如果有一个动滑轮，绳子的一端系在动滑轮上，则绳子的股数是2+1=3股，如果不是系在动滑轮上就是2股。如果有N个动滑轮，绳子的一端系在动滑轮上，绳子的股数就是2N+1股，如果不是系在动滑轮上就是2N股。 3、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。 4、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。 5、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。 【深化点拨】 1．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）。 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。 1．端午将至，甄宝玉同学正在用滑轮组提升一箱重60N的粽子，如图，以下说法错误的是（　　） A．滑轮组绳子股数n=3 B．若宝玉所用拉力为22N，不计绳重和摩擦，则动滑轮重4N C．若粽子上升5m，则宝玉需要拉动绳子15m D．若宝玉拉动绳子的速度为3m/s，则粽子上升的速度为1m/s 【答案】B 【详解】A．由图知，使用滑轮组时，承担物重的绳子股数n=3，故A正确，不符合题意； B．不计绳重和摩擦，拉力，则动滑轮的重力 故B错误，符合题意； C．绳子自由端移动距离 故C正确，不符合题意； D．拉动绳子的速度v=3m/s，粽子上升的速度 故D正确，不符合题意。 故选B。 2．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 3．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力将重为520N的物体匀速提高2m（不计绳重和摩擦），求： (1)绳自由端的移动距离是多少？ (2)动滑轮的重力是多少？ (3)若重物再增加120N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力为多大？ 【详解】（1）由图可知，承担物重的绳子股数，绳自由端的移动距离是 （2）不计绳重和摩擦时，拉力满足关系 ，得动滑轮的重力 （3）重物增加120N后，总物重 动滑轮重力不变，此时作用在绳自由端的拉力为 考点03 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； 【深化点拨】 1．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。 2．轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，支点是绕轴着转动的固定点，动力作用在轮上，可以省力，但是费距离；动力作用在轴上，会费力，但可以省距离。 1．下图所示的各种装置中，不属于轮轴的是（   ） A．方向盘 B．门把手 C．螺丝刀 D．钢丝钳 【答案】D 【详解】由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴；方向盘、门把手、螺丝刀都属于轮轴，钳子不符合轮轴的概念，只是一个省力杠杆，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．图甲是用于松紧内六角螺丝的扳手，其使用方法如图乙、丙所示，图___________（选填“乙”或“丙”）中的方法可以更轻松的拧动螺丝。如图丁所示，螺丝钉上设计螺纹，使用时与简单机械中___________（选填“滑轮”“轮轴”或“斜面”）的省力原理相同。 【答案】 乙 斜面 【详解】该扳手属于杠杆，根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂固定时，动力臂越长越省力。乙图中动力作用点到支点（螺丝位置）的动力臂更长，因此更轻松。螺丝钉的螺纹展开后是倾斜的坡面，属于斜面的变形，省力原理和简单机械中的斜面一致。 滑轮的综合应用及解题步骤 1.滑轮类型的判断：必须“看轴” （1）核心规则：定滑轮轴固定不动，动滑轮轴随物体一起运动。 （2）操作方法： 找轴心：观察滑轮的轴是固定在墙上/天花板上，还是挂在绳子上随重物移动。 判类型：轴固定的是定滑轮；轴移动的是动滑轮。 看作用：定滑轮改变力的方向但不省力；动滑轮省一半力但费距离，且不改变力的方向（竖直向上拉时）。 （3）易错示范 错误示范：看到滑轮就认为是省力的。（错在没区分定、动滑轮） 正确理解：只有动滑轮才能省力，定滑轮只改变方向。若题目中滑轮轴随物体移动，才是动滑轮。 2.滑轮组绳子段数n的判定：必须“数直接连接动滑轮的绳子” （1）核心规则：n是指承担物重和动滑轮重的绳子段数，即直接与动滑轮相连的绳子股数。 （2）操作方法： 隔离法：在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，把滑轮组隔开。 数绳子：只数与动滑轮直接接触的绳子段数。 看末端：若绳子末端从动滑轮引出，则 n包含这根；若从定滑轮引出，则不包含。 公式应用：拉力 F=(G物+G动)（不计摩擦和绳重）；绳端移动距离s=nh。 （3）计算示范 错误示范：把所有绳子都算进去，包括固定在定滑轮上的那段。（错在多算了不承担重物的绳子） 正确示范：只数从动滑轮出来的绳子，比如图中动滑轮上有3段绳子向上拉，则 n=3。 3.滑轮组设计与绕线：遵循“奇动偶定”原则 （1）核心规则：根据要求的绳子段数n，决定绳子起点。 （2）操作方法： 算n：根据 F=G总算出需要的 n值（向上取整）。 定起点：若 n为奇数，绳子起点在动滑轮挂钩上；若 n为偶数，起点在定滑轮挂钩上。 绕线：从起点开始，依次绕过定、动滑轮，最后画出自由端。 （3）设计示范 错误示范：要求最省力，却从定滑轮开始绕，导致 n少一段。 正确理解：要最省力，就要让 n最大。若滑轮组有1个定滑轮和1个动滑轮，最多可有3段绳子承担，应从动滑轮开始绕。 4.滑轮组受力分析“整体法” 适用场景：求天花板或支架受到的拉力。 操作方法：把滑轮组和重物看作一个整体。向上的力是所有绳子拉力之和（nF），向下的力是总重力（G物+G动）。若系统静止或匀速，则 nF=G物+G动。天花板受到的拉力等于所有向下拉的绳子拉力之和。 5.特殊滑轮模型“等效替代” 适用场景：滑轮倒置、水平使用、或与弹簧测力计组合。 操作方法： 倒置动滑轮：此时动力作用在轴上，阻力在绳端，变成费力杠杆， F=2G，但省距离。 水平滑轮组：阻力是摩擦力 f，不是重力。 F=f， s=ns物。 弹簧测力计：读数即为该段绳子的拉力，同一根绳子各处拉力相等。 角度01 定滑轮的概念、实质及特点 1．工人使用如图所示的装置提升重物，不计滑轮与绳重、绳与滑轮间的摩擦，下列关于滑轮与力的大小关系说法正确的是（　　） A．图甲中的滑轮相当于一个等臂杠杆 B．图乙中滑轮的特点是可以省距离 C．图甲中的滑轮比图乙中的滑轮省力 D．图乙中的滑轮相当于一个费力杠杆 【答案】A 【详解】A．图甲中的滑轮是定滑轮，相当于一个等臂杠杆，不省力也不费力，故A正确； BD．图乙中滑轮是动滑轮，动滑轮的特点是可以省力，是一个省力杠杆，但要费距离，故BD错误； C．图甲中的滑轮是定滑轮，相当于一个等臂杠杆，不省力也不费力；图乙中滑轮是动滑轮，动滑轮的特点是可以省力，是一个省力杠杆，所以图甲中的滑轮比图乙中的滑轮费力，故C错误。 故选A。 2．如图所示是一款晾衣架，天花板上的方框内安装的是_____滑轮（选填“定”或“动”）。若不计滑轮重、绳重及摩擦，当晾衣架静止时绳子上的拉力F为20N，则杆和衣架总重为_____N。摇柄可绕O点转动，逆时针摇动摇柄使晾衣架匀速上升时，作用在摇柄上的力_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）F。 【答案】 定 80 小于 【详解】[1]天花板上的方框内安装的滑轮不会随物体一起移动，是定滑轮，改变作用力方向。 [2]同一根绳子上的力相同，杆子向上受四根绳子的拉力，向下受杆和衣架总重力，由二力平衡可知，杆和衣架总重为。 [3]根据轮轴知识可知，轮半径大于轴半径，轮上的力小于轴上的力，所以作用在摇柄上的力小于绳上拉力F。 3．A、B两物体叠放在水平桌面上，如图所示。当右端挂上重8 N的物体C时，物体A、B恰好能一起水平向右做匀速直线运动。忽略绳子自重及绳与滑轮之间的摩擦。图中的滑轮为______滑轮；若对物体B施加一个水平向左的力使物体A、B一起水平向左做匀速直线运动，则该力的大小为__________N。 【答案】 定 16 【详解】图中的滑轮轴固定不动，不随物体的运动而移动，符合定滑轮的特征； 当A、B一起水平向右做匀速直线运动时，整体受力平衡。忽略绳重和滑轮摩擦，绳子对B的拉力等于物体 C的重力，即，此时B受到桌面的滑动摩擦力与拉力平衡，因此滑动摩擦力大小，方向水平向左。同时A、B一起匀速运动，A水平方向不受力，因此A、B之间无摩擦力。当对B施加水平向左的力，使A、B一起向左匀速直线运动时，整体仍受力平衡。此时滑动摩擦力的大小不变（压力、接触面粗糙程度均不变），但方向变为水平向右，大小仍为8N；同时绳子对B的拉力仍为8N，方向水平向右（C的重力不变）。因此，向左的力为 角度02 动滑轮的概念、实质及特点 4．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。 5．某同学用如图所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于____________（选填“动滑轮”“定滑轮”或“杠杆”）；若不计绳子重和摩擦，则A、B两棵树所受绳子的拉力之比为____________。 【答案】 动滑轮 2∶1 【详解】【小题1】由题可知，当人拉动绳子时，树干A会向树干B移动，其轴心是运动的，起到了省力的作用。因此，A的树干相当于动滑轮。树干B的轴心是固定的，相当于定滑轮； 不计绳子重和摩擦，这意味着整根绳子上的拉力（张力）是处处相等的。树干A被两段绳子拉动，一段是人直接拉的绳子，另一段是绕过树干B后返回的绳子。这两段绳子都对树干A施加了大小相同的拉力，方向都指向树干B。所以，树干A受到的总拉力是这两段绳子拉力的总和，而树干B只有一段绳子对其施加拉力，因此A、B两棵树所受绳子的拉力之比为2：1。 6．如图所示是一种用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，装置中滚轴B的作用是______（省力/省距离）。利用该装置提升重600N的物体时，人至少要施加______N拉力。 【答案】 省力 120 【详解】[1]由图可知，装置中滚轴B相当于动滑轮，省力，费距离。 [2]由图可知，绳子的股数 则至少需要的拉力为 角度03 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 7．如图所示，木板A放在水平面上，用10 N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.2 m/s的速度在水平地面上向右匀速运动了4 m，与物块B相连的弹簧测力计的示数为3 N，若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦。则下列说法中正确的有（     ） A．木板A与地面间的摩擦力为2 N B．滑轮向右移动的速度为0.4 m/s C．绳子拉木板A的拉力大小为10 N D．物块B受到的摩擦力为3 N，方向水平向左 【答案】A 【详解】ACD．该滑轮为动滑轮，F作用在动滑轮轴上，因此每段绳子的拉力为，即绳子拉木板A的拉力为5N； 物块B静止，受力平衡，水平面上受到拉力和摩擦力是一对平衡力，因受到向左的弹簧测力计拉力3N，则A对B的摩擦力方向水平向右，大小为3N，根据力的作用相互性，B对A的摩擦力水平向左，大小为3N；木板A匀速运动，受力平衡，水平向右的拉力为5N，因此地面对A的摩擦力为，故A正确，CD错误； B．动滑轮拉轴时，滑轮移动速度是木板A速度的，因此滑轮速度，故B错误。 故选A。 8．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，物体甲对地面的压力是___________N。 【答案】 10 7 【详解】乙挂在动滑轮下方，不计滑轮重、绳重和摩擦，动滑轮由2段绳子承担拉力，因此每段绳子的拉力均为，同一根绳子拉力处处相等。A点固定定滑轮，定滑轮受到向下两段绳子的拉力，不计滑轮重，总拉力即A点受到的力 甲静止在地面，受力平衡，即 因此地面对甲的支持力 根据力的作用是相互的，甲对地面的压力等于地面对甲的支持力，大小为。 9．如图所示，物体的重力为，与水平地面的接触面积为。将它挂在滑轮的下方，在的拉力作用下，物体缓慢向上运动，不计绳的重及摩擦，求： (1)放在水平地面上的物体对地面的压强； (2)绳子自由端移动的距离； (3)动滑轮的重。 【详解】（1）物体静止在水平地面时，对地面的压力等于自身重力，即 接触面积 放在水平地面上的物体对地面的压强 （2）由图可知，该滑轮为动滑轮，承担物重的绳子段数。 绳子自由端移动的距离 （3）不计绳重及摩擦，动滑轮拉力满足关系 ，变形得动滑轮重力 角度04 滑轮组的构成及优点 10．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。 11．“由物及理，思维建模”。如图所示，这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，该提升装置相当于___（填简单机械名称）模型，装置中轮轴B的作用是_____（选填“省力”“省距离”或“省功”）；匀速提起摩托车，工人所用的拉力为500N，若不计摩擦、绳重和装置的自重，则摩托车的重力为______N。 【答案】 滑轮组 省力 2500 【详解】[1]轴固定不动的滑轮是定滑轮，滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮，提升物体时，上面的滚轴的轴固定不动，属于定滑轮；下面的滚轴和物体一起移动，属于动滑轮，所以把该装置看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。 [2]装置中轮轴B相当于动滑轮，可以省力。 [3]图中提升重物的绳子股数n=5，不计摩擦、绳重和装置的自重，则摩托车的重力为 角度05 滑轮组的连线问题 12．一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。 13．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。 14．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。 角度06 滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系 15．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。 16．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是________；汽车被匀速拉动，作用在绳子上的拉力F为1000N，若不计滑轮重、绳子重和绳子与滑轮的摩擦，则汽车受到的摩擦力为________N。 【答案】 改变力的方向 2000/ 【详解】滑轮B是定滑轮，定滑轮的作用是：改变力的方向，不能省力； 动滑轮A上有2段绳子拉着汽车，匀速运动时，摩擦力与滑轮对汽车的拉力平衡。则汽车受到的摩擦力为 17．如图所示，有一辆总质量为1.5t的汽车陷入泥潭，司机取来一套滑轮组将汽车拉出。整个过程中，汽车沿水平方向向右移动了2m，汽车所受水平路面的摩擦力为车总重的0.12倍。（取）求： (1)绳端移动的距离； (2)至少要用多大的拉力才能拉动汽车？ 【详解】（1）由图可知，拉动动滑轮绳子的段数 绳端移动的距离 （2）汽车所受的重力 汽车所受路面的摩擦力 拉出汽车所需要的拉力大小 角度07 轮轴模型及相关计算 18．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。 19．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。 【例1】（2026·天津·中考真题）小明用图所示的装置进行上肢力量训练。图中A是_____（选填“定”或“动”）滑轮；用此装置匀速提起重的物体，需要_____的拉力。（不计摩擦和绳重） 【答案】 定 400/ 【详解】图中A滑轮的轴固定在支架上，位置不变，因此A是定滑轮；定滑轮的特点是不省力，只能改变力的方向，不计摩擦和绳重时，拉力大小等于物重，物重为400N，因此拉力为400N。 【深化点拨】 （1）定滑轮、动滑轮区分依据：判断核心看滑轮轴是否随物体一起移动，轴固定不动为定滑轮，轴随重物同步升降为动滑轮。 （2）定滑轮工作特点：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力、不省距离，唯一作用是改变拉力的施加方向；不计绳重、摩擦时拉力大小和物体重力相等。 （3）简单机械生活情境建模：以健身拉力器械为载体，将生活训练装置转化为定滑轮物理模型，训练识别日常工具中滑轮类型的能力。 （4）定滑轮与动滑轮特性对比：动滑轮能省力但不能改变力的方向，本题装置无省力效果，可借此区分两类滑轮核心功能差异。 （5）理想条件下滑轮受力分析：题干标注不计摩擦、绳重，属于理想滑轮模型，无需额外考虑损耗带来的拉力增大，直接依据定滑轮规律判断拉力。 【变式1-1】（2025·上海·中考真题）如图所示用不同方向的拉力、、匀速拉动重力为G的物体时，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（    ） A． B． C．和是一对平衡力 D．和G是一对平衡力 【答案】A 【详解】AB．为定滑轮相当于一个等臂杠杆，力臂均为轮的半径，只能改变力的方向，而不省力，故用定滑轮拉同一重物，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，不计绳重和摩擦，则 故A 正确，B错误； CD．二力平衡的条件是两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，和、和G均不满足“方向相反、作用在同一条直线上”这一条件，所以都不是一对平衡力，故C、D错误。 故选A。 【变式1-2】（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 【详解】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。 【变式1-3】（2025·河北·中考真题）图为三峡船闸的示意图。船闸利用___________的特点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定滑轮，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 可以 【详解】[1]船闸是根据连通器原理修建的。船闸和上游阀门打开时，上游与闸室组成连通器，使水面相平，方便船只出入；若下游阀门打开时，闸室和下游构成连通器，使水面相平，方便船只出入。 [2]在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮，轴固定不动的滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，但能改变动力的方向。 【例2】（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 【详解】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。 【深化点拨】 （1）动滑轮基础省力规律：常规竖直使用的单个动滑轮，两段绳子分担总载荷，理想无滑轮自重、无摩擦时拉力仅为物重的一半。 （2）理想模型与实际模型区分：理想模型忽略动滑轮自身重量、绳重和摩擦，是理论极限情况；现实中动滑轮本身有质量，必然存在额外自重带来的负担。 （3）实际动滑轮拉力范围判断：考虑动滑轮自重后，拉力一定大于理想状态下的最小理论值，以此判断选项中不可能出现的拉力数值。 （4）额外重力对简单机械的影响：动滑轮自重属于额外阻力，会增大绳子拉力，体现简单机械工作时额外负担对作用力的影响。 （5）极限值推理解题思路：先算出不计滑轮重的最小拉力作为临界值，再结合现实条件判断真实拉力只能大于该临界值，直接筛选出不符合范围的选项。 （6）定滑轮、动滑轮特性对比巩固：动滑轮能省力但不能改变力的方向，本题侧重考查动滑轮省力的限制条件，区分理论计算和真实实操的差异。 【变式2-1】（2026·四川广安·中考真题）A、B两物体叠放在水平桌面上，如图所示。当右端挂上重8N的物体C时，物体A、B恰好能一起水平向右做匀速直线运动。忽略绳子自重及绳与滑轮之间的摩擦。下列推理正确的是（     ） A．图中的滑轮为动滑轮 B．取走物体A，桌面对物体B的摩擦力大小不变 C．增加物体C的重力，可以减小桌面对物体B的摩擦力 D．若对物体B施加一个水平向左的力使物体A、B一起水平向左做匀速直线运动，则该力的大小为16N 【答案】D 【详解】A．图中滑轮位置固定，是定滑轮，故A错误； B．取走A后，B对桌面的压力减小，接触面粗糙程度不变，所以桌面对物体B的摩擦力会变小，故B错误； C．滑动摩擦力只与压力、接触面粗糙程度有关，与拉力无关，增大C的重力不会改变摩擦力大小，故C错误； D．施加水平向左的力前物体A、B一起向右做匀速直线运动，受力平衡，此时摩擦力等于拉力，而绳子拉力等于物体C的重力，即拉力，所以桌面对B的滑动摩擦力；施加水平向左的力后物体A、B一起水平向左做匀速直线运动时，物体受力平衡，此时A、B受到向左的拉力，向右的摩擦力和绳子拉力，则向左拉力的大小为，故D正确。 故选D。 【变式2-2】（2025·山东威海·中考真题）（多选）图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　） A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为140N B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm D．健身器材提供的最大拉力为820N 【答案】AC 【详解】A．弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由图可知，定滑轮受到重力、绳a的拉力和滑轮绕绳的拉力，弹簧拉力为60N时，绳a的拉力Fa=2F1+G定=2×60N+20N=140N 故A正确； B．拉环和动滑轮连接，动滑轮绕2段绳，拉环向下移动10cm，弹簧伸长2×10cm=20cm 故B错误； C．弹性限度内，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，弹簧拉力为300N时，弹簧伸长的长度为 动滑轮绕2段绳，拉环向下移动 故C正确； D．由图乙可知，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧的最大拉力是400N，弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由得到健身器材提供的最大拉力F大=2F-G动=2×400N-20N=780N 故D错误。 故选AC。 【变式2-3】（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 【详解】[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 ⚡基础速刷 1．如图所示，利用下列滑轮组提升重物，不计滑轮自重、绳重和摩擦，最省力的滑轮组为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．动滑轮上承担物重的绳子段数，拉力； B．该装置中两个滑轮均为定滑轮，故不省力，拉力； C．动滑轮上承担物重的绳子段数，拉力； D．动滑轮上承担物重的绳子段数，拉力。 综上所述，最小，C组合最省力。 故选C。 2．如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，用竖直向上的拉力F将物体匀速提升，如果物体的质量为100 g，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则拉力F的大小应为（g取10 N/kg）（     ） A．1.0 N B．0.5 N C．1.5 N D．2.0 N 【答案】B 【详解】物体质量 根据重力公式计算物体重力 图中为动滑轮，承担物重的绳子段数 已知不计动滑轮重、绳重及摩擦，拉力F的大小应为 故选B。 3．小明设计了如图所示的装置来进行“探究滑动摩擦力的影响因素”实验，水平传送带的速度可以调节，定滑轮与绳的摩擦忽略不计。对于该实验，以下说法正确的是（　　） A．木块受到静摩擦力 B．定滑轮能改变力的方向和大小 C．木块受到的摩擦力方向为水平向左 D．当传送带速度变大，木块所受摩擦力也变大 【答案】C 【详解】A．木块相对于传送带是运动的，故木块受到的是滑动摩擦力，故A错误； B．定滑轮可以改变力的方向，但不能改变力的大小，故B错误； C．木块相对于传送带向右运动，受到的摩擦力与运动方向相反，故木块受到的摩擦力方向水平向左，故C正确； D．木块相对于运动的传送带是运动的，但木块相对于地面是静止的，根据二力平衡，可知木块受到平衡力，故传送带速度的大小对木块受到的摩擦力无影响，故D错误； 故选C 。 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。 5．《天工开物》记载的踏碓是古代的舂米工具由杵臼演变而来，运用了杠杆原理。如图甲所示，这是书中记载的我国古人用踏碓将稻米去皮的场景，木杆可绕O点上下运动，碓头就不断砸打稻米。碓头与稻米间作用力是一对_______（选填“平衡力”或“相互作用力”）。《天工开物》还描述了滑轮的使用，如图乙所示，使用定滑轮可以_______（选填“改变力的方向”、“省力”或“省距离”）。 【答案】 相互作用力 改变力的方向 【详解】碓头和稻米之间的力，是两个物体间的相互作用，因此是相互作用力；定滑轮的实质是等臂杠杆，它不能省力、也不能省距离，使用定滑轮的作用是改变力的方向。 6．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。 7．如图为某博物馆收藏的一件汉代陶井模型，井架下方有一个可以转动的滑轮，实际使用时将系有绳子的水桶放入井中，绳子上端绕过滑轮，用力拉绳子即可汲水。该滑轮是________滑轮（选填“定”或“动”），作用是可以________。为防止手拉绳子打滑，汲水时应该选用表面较________（选填“光滑”或“粗糙”）的绳子。 【答案】 定 改变力的方向 粗糙 【详解】[1]该滑轮的轴固定在井架上、位置不随水桶移动，因此是定滑轮。 [2]定滑轮不省力，作用是改变力的方向，方便人在井架旁施力汲水。 [3]防止打滑需要增大手与绳子的摩擦力，故应选用表面较粗糙的绳子。 8．如下图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。 【答案】 【详解】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定滑轮。 9．小明用如图所示的滑轮组提升重物。当小明用该装置将600N的重物向上匀速提升3m时，绳子上的拉力为350N；若不计绳重和摩擦，求： (1)绳子自由端移动的距离? (2)动滑轮的重力为多少? (3)若要匀速提升800N的重物，则绳子上的拉力变为多少? 【详解】（1）滑轮组的绳子股数，绳子自由端移动距离 （2）不计绳重和摩擦，拉力为 故动滑轮的重力为 （3）提升800N重物时，绳子上的拉力 🚀能力跃升 10．如图所示，用图中装置提升重400 N的物体，不计摩擦、绳重和滑轮自重，说法正确的是（     ） A．两个滑轮均为定滑轮 B．人将绳子拉过1 m，物体也上升1 m C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200 N D．使用该装置能省力，不能改变力的方向 【答案】C 【详解】A. 图中上方滑轮固定不动，是定滑轮；下方滑轮随物体一起移动，是动滑轮，并非两个滑轮均为定滑轮，故A错误； B. 动滑轮由2段绳子承担物重，绳端移动距离，人将绳子拉过1m，物体只上升0.5m，故B错误； C. 不计摩擦、绳重和滑轮自重，2段绳子承担物重，则，故C正确； D. 该装置既能省力，又能通过上方定滑轮改变力的方向，故D错误； 故选C。 11．1948年淮海战役中，群众用独轮车支援前线，彰显了人民的力量。如图所示，当独轮车的车把在水平位置静止时，下列说法正确的是（     ） A．独轮车相当于费力杠杆 B．独轮车的车轮属于定滑轮 C．其他条件不变时，物资越靠近车轮的轴心，人越省力 D．其他条件不变时，若手握车把的位置前移，提起车把的力会变小 【答案】C 【详解】A．独轮车的支点在车轮的轴心，车把在水平位置静止时，手到轴心的距离为动力臂，车上物资的重心到轴心的距离为阻力臂，动力臂大于阻力臂，因此独轮车是省力杠杆，故A错误； B．定滑轮的轴固定不动，独轮车的车轮随车身一起运动，不属于定滑轮，B错误； C．根据杠杆平衡条件，在物资总重力和动力臂不变时，物资越靠近车轴，阻力臂越小，动力减小，因此人越省力，故C正确； D．手握车把的位置前移，动力臂减小，根据杠杆平衡条件，在物资总重力和阻力臂不变时，动力会变大，故D错误。 故选C。 12．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”x成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　） A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为120N B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm D．健身器材提供的最大拉力为820N 【答案】C 【详解】A．由图可知，上面的滑轮是定滑轮，绳子a一端在定滑轮上另一端在天花板上，所受的力为绳子两端拉力和滑轮的重力即，故A错误； B．和拉环连接的滑轮是动滑轮，故滑轮移动的距离等于绳子移动距离的一半，滑轮移动10cm，绳子移动20cm，因为上面是一个定滑轮，定滑轮不省距离也不省力，只改变力的方向，所以弹簧拉伸20cm，故B错误； C．由图可知弹簧在弹性限度内最大拉力为400N，最大伸长量为80cm，弹簧伸长率为5N/cm，弹簧拉力为300N时，弹簧拉伸60cm，因为上面是一个定滑轮，定滑轮不省距离也不省力，只改变力的方向，所以定滑轮右侧绳子移动也60cm，和拉环连接的滑轮是动滑轮，滑轮移动的距离等于绳子移动距离的一半，绳子移动60cm，滑轮移动30cm；故C正确； D．由图可知、弹簧最大拉力为400N，在滑轮或滑轮组中，同一根绳子的各股拉力相等，动滑轮向上受2个力，向下受1个力，受三力平衡，动滑轮上左右两侧绳子各400N，故向上的力为 故向下受的力也是800N，滑轮自重20N，所以拉环受到的拉力为，故D错误。 故选C。 13．如图所示的装置中，物体A的重力为，物体B的重力为，A、B均保持静止，不计弹簧测力计和绳子的自重及滑轮摩擦。 (1)装置中的滑轮为____________滑轮； (2)弹簧测力计的示数为_______________N，它所受合力为_____________N； (3)绳子对物体B的拉力为___________N，物体A对水平地面的压力为_________________N。 【答案】(1)定 (2) 4 0 (3) 4 6 【详解】（1）图中滑轮的轴固定不动，为定滑轮。 （2）物体B静止，受力平衡，同一根绳子上受到的力相等，绳子对B的拉力等于B的重力，即 弹簧测力计保持静止，属于平衡状态，所受合力为0N。 （3）绳子对物体B的拉力与B的重力是一对平衡力，所以拉力为4N。 物体A的重力为10N，绳子对物体A的拉力为4N，地面对物体A竖直向上的支持力为 物体A对地面的压力与地面对物体A的支持力是一对相互作用力，大小相等，因此物体A对水平地面的压力为6N。 14．一支冰棒全部熔化成水后，水的体积与冰的体积相比较，______（选填“变大了”“变小了”或“不变”）。（，）；用如图所示的滑轮组将重150N的重物匀速提起，忽略摩擦、动滑轮及绳子的重，那么作用在绳子自由端的拉力为______N。 【答案】 变小了 50 【详解】一支冰棒全部熔化成水后，质量不变，但密度变大，由可知，体积变小了。 图中连接动滑轮绳子的股数是3股，忽略摩擦、动滑轮及绳子的重，作用在绳子自由端的拉力为 15．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。 16．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 17．工人利用如图所示的滑轮组将重400N的物体向上匀速提起，动滑轮重力为100N。（不计绳重和摩擦） (1)当物体向上匀速提起2m时，求绳子自由端移动的距离。 (2)求所用拉力F大小。 (3)若此滑轮组绳子承受最大拉力为800N，求该滑轮组一次能提起的最大物重。 【详解】（1）由图可知，动滑轮上的绳子段数，绳子自由端移动的距离 （2）所用拉力 （3）由变形得 当滑轮组绳子承受最大拉力时，该滑轮组一次能提起的最大物重 🌟思维挑战 18．工人师傅采用同一滑轮组用如图所示两种方式提升同一建材，使建材以相同的速度匀速直线上升相同高度，若不计绳重及摩擦，则下列相关说法正确的是（　　） A．甲、乙滑轮组中绳子自由端的拉力相等 B．甲、乙滑轮组绳子自由端移动速度相等 C．甲、乙滑轮组绳子自由端移动的距离 D．拉力F一定时，选择乙滑轮组可以吊起更重的物体 【答案】D 【详解】A．甲、乙两滑轮组中动滑轮重力相等，且提起重力相同的物体，不计绳重和摩擦，绳端拉力为，即，，，故A错误； BC．绳端移动距离，则，，所以，即甲滑轮组绳子自由端移动速度小于乙滑轮组，故B、C错误； D．当拉力F一定时，滑轮组可以拉起的物重，，故，故D正确。 故选D。 19．小艳和老郭进行一场“拔滑轮”比赛。A为固定在地面的柱子，小艳、老郭所拉绳子对滑轮的拉力分别为、，如图所示，M、N均为绳子 上的点。（忽略滑轮轮重以及轮与轴之间的摩擦力），则（　　） A．若滑轮保持静止，则 B．若N点向右移动0.2m，则M点只向右移动0.1m C．小艳拉的那端更省力，小艳会获胜 D．若M点向左移动0.2m，则N点只向左移动0.1m 【答案】D 【分析】本题以“拔滑轮”比赛为情境，装置为动滑轮的特殊使用形式：小艳拉动绳子自由端M点，老郭拉动滑轮的轴N点。忽略滑轮自重与轮轴间摩擦，同一根绳子上的拉力处处相等，均为，需结合动滑轮的受力规律和距离关系对各选项逐一分析。 【详解】AC．以动滑轮为研究对象，滑轮静止时水平方向受力平衡，老郭向右的拉力等于两段绳子向左的拉力之和，即 故，小艳拉的一端更省力，但拔河获胜取决于双方最大拉力，若老郭最大拉力大于小艳最大拉力的2倍，老郭会获胜，因此“小艳会获胜”不成立，故AC不符合题意； BD．动滑轮中绳子自由端M点移动距离是滑轮N点移动距离的2倍，即。若N点向右移动0.2m，即，即M点应向右移动 若M点向左移动0.2m，即，则N点向左移动的距离为 故B不符合题意，D符合题意。 故选D。 20．如图所示，物重为40N，绳的一端固定在地上，另一端跨过滑轮固定在物体上。当滑轮在力F的作用下匀速上升时，若绳重、滑轮重及摩擦不计，则力F为_____N；若F向上移动10cm，则物体上升______cm。 【答案】 80 20 【详解】[1]动滑轮可以省一半的力，但需要施加两倍的力来提升物体。因此，力F等于物体重力的两倍。。 [2]动滑轮移动的距离是物体上升距离的一半。因此，物体上升的距离是动滑轮移动距离的两倍。 。 21．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 22．如图所示，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AO∶OB=2∶3，OD∶DB=1∶1，滑轮重G动=100N。当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，边长L=0.2m的正方体M对水平地面的压强p1=7500Pa；当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，正方体M对水平地面的压强p2=15000Pa。（若不计杠杆重、绳重和摩擦，图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向，g=10N/kg）求： （1）拉力F和物体M的重力G； （2）若将物体刚好被拉离地面，作用在B点施加的拉力F。 【详解】解：（1）M与地面的接触面积为 S＝L2＝(0.2m)2＝0.04m2F作用在B点时，记绳子对M的拉力为F1，则地面对M的支持力为 F支＝G－F1 由相互作用力的关系知，F支等于M对地面的压力；由知，M对地面的压力为 F支＝F压＝p1S＝7500Pa×0.04m2＝300N 所以 G－F1＝300N 变形得 F1＝G－300N 对动滑轮受力分析知，A端绳子拉力为 对杠杆，由杠杆平衡原理有FA×AO＝F×BO 代入数据得 ① 同理可得，当F作用在D点时，F满足关系式② 由①②可得：F＝200N，G＝800N。 （2）物体刚好被拉离地面时，A端的拉力为 对杠杆，由杠杆平衡原理有F'A×AO＝F×BO 代入数据得 答：（1）拉力F和物体M的重力G分别为200N，800N； （2）若将物体刚好被拉离地面，作用在B点施加的拉力F为300N。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $