11.2《滑轮》学科素养同步分层练习设计（培优版） -2026-2027学年苏科版物理九年级上学期

**基本信息** 《滑轮》培优版同步练以“基础巩固-能力提升-综合应用”三阶分层，通过多样化题型构建从单一知识点到实际问题解决的递进式知识巩固路径，适配新授课差异化教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|定滑轮/动滑轮特点、滑轮组基本计算|选择题1-4、填空题8-10，直接考查概念辨析与公式应用，强化物理观念| |能力提升|滑轮组与杠杆/轮轴综合、摩擦力分析|多选题7、作图题13，结合装置图考查科学推理，培养模型建构能力| |综合应用|实际情境中的多知识点计算|计算题14-15、综合题16-17，联系建筑、航天场景，体现科学态度与责任|

11.2《滑轮》学科素养同步分层练习设计（培优版） 初中物理九年级上册（苏科版新教材） 一、选择题 1．如图所示，用滑轮组将重为的物体匀速提升，若不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力的大小为（　　） A． B．200N C． D．1200N 2．用下列装置提升重物时，能既省力又改变施力方向的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，在忽略杠杆自重、滑轮自重以及摩擦的情况下，当提升同一重物时，下列简单机械最省力的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（　　） A．F1＞F2 B．F3＞F4 C．F1＜F4 D．F1=F2=F3=F4 5．如图，分别用甲、乙装置把同一物体匀速提升相同高度，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．乙比甲更省力 B．甲、乙绳子自由端移动距离相等 C．乙中改为水平向右拉时，变大 D．升旗时，旗杆顶端的装置与乙相同 6．下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 7．如图是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。他们通过横杆、支架、石块等，将木料抬起垫上圆木，以便将其移到其它地方。以下分析正确的是（　　） A．图中的支架，可以看作是定滑轮 B．在巨木的下面垫上圆木是为了减小摩擦 C．支架下端垫有底面积较大的石块，是为了减小支架对地面的压强 D．使用这个“简单机械”搬动巨大木料，可以省力 三、填空题 8．两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） 9．如图所示，竖直固定的弹簧测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重为50 N，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，此时物体A在绳的水平拉力作用下向右缓慢做匀速直线运动，测力计示数为550 N，不计绳重及滑轮的摩擦，g取10 N/kg，则此时绳子的拉力大小为　 　N，物体B受到的重力为　 　N。如果再在物体B下方加挂重为90 N的物体C，同时用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左缓慢做匀速直线运动，则F的大小为　 　N。 10．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。 11．高铁输电线牵引装置通过滑轮和坠砣动态调节张力以稳定供电，如图所示，滑轮　 　（选填“A”或“B”）为动滑轮，若坠砣重3000N，忽略滑轮和钢绳重量及摩擦，输电线水平缓慢移动10cm，输电线P端受到的拉力为　 　N，坠砣移动的距离为　 　cm。 四、实验探究题 12．实验小组研究滑轮和滑轮组的特点： （1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，说明使用定滑轮可以改变　 　，但不能　 　； （2）他们研究动滑轮特点时，如图乙所示，说明使用动滑轮可以　 　，但不能改变　 　； （3）为了准确测量拉力的大小，实验过程中，需要保持钩码被　 　提升，丙图中弹簧测力计的示数是　 　N； 如果还要研究图中滑轮的三种不同用法是否省距离，还应增加的器材是　 　。 五、作图题 13．如图所示，请用画线代替绳子，在图上画出最省力的绳子的绕法。 六、计算题 14．小明家里建房子，周末小明用如图1的独轮车搬运砖头，再用图2的滑轮组把砖块提升到某一高度。已知：车斗和砖头的总质量是130kg，独轮车的有关尺寸如图所示，每个滑轮重40N，。求： （1）车斗和砖头的总重多少N？ （2）人手竖直向上的力的大小？ （3）若砖块被提升到3m，绳子自由端被拉下的距离？ 15．如图所示，在新农村改造时，质量为70kg的工人用滑轮组吊起质量为40kg的建筑材料，在10s内将该建筑材料匀速竖直提升了2m。不计绳重和摩擦，工人所用的拉力为250N。（g取10N/kg） （1）求建筑材料的重力； （2）求绳子末端移动的速度； （3）请通过计算说明，该工人用此滑轮组能否拉起重为1400N的建筑材料。 七、综合题 16．如图甲所示是工作人员在组装神舟飞船的现场。此时他们正在利用一个动滑轮提升质量为的飞船部件，绳子自由端由一台电动机牵引，简化模型如图乙所示。动滑轮在15 s内将部件匀速提升了3 m，计算时不计滑轮重、绳重及摩擦。求： （1）该飞船部件的重力。 （2）该飞船部件上升的速度。 （3）绳子自由端的拉力大小。 （4）在提升该部件时，为了让绳子自由端更省力，请你提出一个可行的建议。 17．生产、生活中的各类机械大多由杠杆、滑轮等简单机械组合而成，轮轴是杠杆的变形。由轮与轴组成、可绕同一根轴线转动的简单机械称为轮轴，它本质是不等臂杠杆。动力作用在轮、阻力作用在轴时，轮轴省力，例如汽车方向盘、井上辘轳、水龙头；反之，动力作用在轴、阻力作用在轮时，轮轴费力，如汽车雨刮器、自行车链条驱动车轮。图丙是我国古代广泛用于生产生活的绞盘，其工作原理如图丁所示。（g取10 N/kg） （1）图甲、乙所示的用两个相同的滑轮组成的不同的滑轮组，若用它们分别将同一物体匀速提升到相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳子自由端的拉力大小关系为　 　（选填“>”“<”或“=”）； （2）若重物上升0.4 m，乙滑轮组绳子自由端移动距离为　 　m； （3）图丁中的绞盘从机械分类上属于　 　（选填“轮轴”或“滑轮”）；滑轮A、B是　 　滑轮，它们的共同作用是　 　； （4）绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为4∶1，工匠推力100 N，根据轮轴平衡条件，绳子对吊框的拉力为　 　N。 答案解析部分 1．【答案】C 【知识点】滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】对题图中的滑轮组进行分析可知，承担动滑轮与物重的绳子共有2段，若不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力满足以下计算关系：，故C正确，ABD错误； 故选C。 【分析】动滑轮拉力的计算：公式为。其中n为动滑轮缠绕绳子数。 2．【答案】C 【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点 【解析】【解答】A．定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故A不符合题意； B．动滑轮只能省力，不能改变力的方向，故B不符合题意； C．滑轮组由定滑轮和动滑轮组成，可以省力，此时拉力的方向和重物提升的方向相反，即可以改变力的方向，故C符合题意； D．滑轮组由定滑轮和动滑轮组成，可以省力，但拉力的方向和重物提升的方向相同，没有改变力的方向，故D不符合题意。 故选C。 【分析】A.根据定滑轮的特点判断； B.根据动滑轮的特点判断； CD.滑轮组肯定省力，将拉力的方向与直接提升重物的拉力方向比较，从而确定滑轮组是否改变力的方向。 3．【答案】A 【知识点】杠杆的平衡条件；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】 A.根据图片可知，动力臂是阻力臂的5倍，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到，此时拉力 ； B.根据图片可知，动滑轮可以省一半力，所以拉力； C.根据图片可知，斜面的倾角为30°，则， 拉力做的功等于克服物体重力做的功，即：F3s=Gh； 所以； D.根据图片可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，所以拉力； 比较可知，最省力的是F1。 故选A。 【分析】A.根据杠杆平衡条件F1L1=GL2计算； B.使用动滑轮时，根据计算拉力； C.使用斜面时，拉力做的功等于克服物体重力做的功，根据W=Fs列式计算； D.使用滑轮组时，根据计算自由端的拉力大小。 4．【答案】D 【知识点】定滑轮及其工作特点 【解析】【解答】定滑轮的工作原理相当于一个等臂杠杆，因此在使用定滑轮时无法省力。无论沿哪个方向匀速提升物体，所需施加的拉力大小始终相同。因此A、B、C错误，D正确。 故选D。 【分析】动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力。 5．【答案】D 【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】A．根据图片可知，甲为动滑轮，可以省力；乙为定滑轮，不省力，则甲比乙更省力，故A错误； B．根据图片可知，当物体提升高度为时，动滑轮自由端移动距离，定滑轮自由端移动距离，那么 甲、乙绳子自由端移动距离 不相等，故B错误； C．根据图片可知，定滑轮的本质是等臂杠杆，拉力的力臂始终等于滑轮半径，因此大小始终等于，不会变大，故C错误； D．升旗时，旗杆顶端的滑轮作用是改变拉力的方向，是定滑轮，和图乙装置类型相同，故D正确。 故选D。 【分析】A.根据定滑轮和动滑轮的特点判断； B.根据s=nh比较二者绳子自由端移动距离的大小； C.根据定滑轮的本质判断； D.定滑轮可以改变拉力的方向。 6．【答案】A 【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点 【解析】【解答】A、该方法相当于使用了动滑轮，可以省力，故A符合题意； B、该方式使用的是定滑轮，不省力，故B不符合题意； C、该方式相当于用一根绳子直接拉石墩，不省力，故C不符合题意； D、该方式相当于用双股绳子拉石墩，不省力，故D不符合题意。 故选：A。 【分析】定滑轮不省力，可以改变力的方向；动滑轮省力，不能改变力的方向。 7．【答案】B,C,D 【知识点】增大或减小摩擦的方法；减小压强的方法及其应用；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点 【解析】【解答】 解：A、由图可知，横杆能绕横杆与支架的接触处转动，属于杠杆，利用了杠杆原理，调整支架的位置，即改变支点的位置，可以让动力臂比阻力臂大得多，所以可以达到省力的效果，故A选项错误； B、巨木下面垫上圆木，滑动摩擦变滚动摩擦，是为了减小摩擦，故B选项正确； C、支架对地面的压力一定，在支架下面垫有面积较大的石块，其实质是增大接触面积，减小支架对地面的压强，故C选项正确； D、使用这个“简单机械”搬动巨大木料，可以省力，但不可以省功，故D选项正确。 故选：BCD。 【分析】 （1）图中的支架是杠杆，不是定滑轮； （2）减小摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，减小压力；在压力一定时，减小接触面的粗糙程度；使接触面脱离；用滚动摩擦代替滑动摩擦； （3）在压力一定的条件下，受力面积越大，压强越小； （4）图中利用了杠杆原理，调整支架的位置，即改变支点的位置，可以让动力臂比阻力臂大得多，所以可以达到省力的效果。 8．【答案】A；1；40 【知识点】二力平衡的条件及其应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】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，摩擦力故答案为：A；1；40 【分析】(1) 本题区分定滑轮与动滑轮，判断依据为滑轮轴是否随物体运动。 (2) 本题考查水平滑轮组距离关系，绳子移动距离是物体移动距离的 n 倍，n 为承担拉力的绳子段数。 (3) 本题考查水平滑轮组力的关系，不计额外阻力时滑动摩擦力等于 n 倍拉力。 9．【答案】250；700；530 【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】对上方定滑轮受力分析，定滑轮静止，，代入数据，解得绳子拉力。 对动滑轮和 B 整体受力分析，向上 3 段绳子拉力，向下动滑轮重力与 B 的重力，，，解得。 物体 A 向右匀速直线运动，滑动摩擦力。B 下加挂 C 后总重，此时绳拉力。A 向左匀速，摩擦力方向向右，向左拉力。 故答案为：250；700；530 【分析】(1) 本题考查定滑轮受力平衡，弹簧测力计示数等于定滑轮重力加上两段绳的拉力。 (2) 本题考查滑轮组受力，不计绳重摩擦，动滑轮与物体总重由 n 段绳子承担。 (3) 本题考查二力平衡与滑动摩擦力，滑动摩擦力大小只和压力、粗糙程度有关；物体向左运动，摩擦力向右，向左拉力等于摩擦力加上绳子拉力。 10．【答案】轮轴；力；C 【知识点】杠杆的动态平衡分析；轮轴及其他常见简单机械 【解析】【解答】用扳手拧螺丝的过程中，转动是以螺丝中心为转轴进行的，完全符合轮轴的结构特点，因此扳手在使用时属于轮轴类简单机械。由于扳手的轮半径（也就是握扳手位置到转动中心的距离）大于轴半径（螺丝自身的半径），因此使用扳手拧螺丝可以达到省力的效果。 在阻力和阻力臂固定不变的情况下，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越大，所需要的动力就越小。用扳手拧螺丝时，在A点施力动力臂最小，需要的动力最大；在C点施力动力臂最大，需要的动力最小，因此在C点施力会更容易拧动螺丝。 【分析】扳手本质：扳手属于轮轴，轮轴实质是变形杠杆。螺丝中心为转轴（轴），手握位置到转轴的距离是轮半径，轮半径＞轴半径，所以扳手能够省力。 杠杆平衡条件：F1​L1​=F2​L2​。拧螺丝时，阻力（螺丝的摩擦力）、阻力臂固定不变，动力臂越长，所需动力越小。 11．【答案】B；6000；20 【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】观察装置结构，滑轮A的转轴位置固定不动，属于定滑轮；滑轮B会跟随输电线一同产生位移，属于动滑轮； 忽略滑轮、钢绳自重以及摩擦阻力，动滑轮两段绳子的拉力均等于坠砣重力，推导可得 ； 动滑轮移动距离和绳端移动距离满足，输电线平移；； 故答案为：B；6000；20； 【分析】按照滑轮轴心是否固定这一区分标准，判别定滑轮与动滑轮的种类。 利用动滑轮受力平衡规律进行变形，代入坠砣重力的已知数据求解P端拉力。 依托动滑轮距离关系式，代入输电线的平移距离，算出坠砣对应的移动距离。 12．【答案】力的方向；省力；省力；力的方向；匀速；0.8；刻度尺 【知识点】弹簧测力计及其使用；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点 【解析】【解答】（1）图甲展示的是定滑轮的应用场景。当物体所受重力为1N时，弹簧测力计在三个不同方向上测得的拉力均为1N。这表明定滑轮的主要功能是改变力的作用方向，但并不能减小所需施加的力的大小。（2）图乙所示为动滑轮的使用情况。在物体重力为1N的条件下，测得拉力仅为0.6N，且拉力方向始终与物体运动方向保持一致。这说明动滑轮能够实现省力的效果，但无法改变力的作用方向。 （3） 实验过程中，需要保持弹簧测力计带动钩码做匀速直线运动，这样可以确保测力计示数保持稳定，从而获得更精确的拉力测量结果。观察图丙中的弹簧测力计，其最小刻度值为0.2N，当前显示的读数为0.8N。 为了研究滑轮三种不同用法是否会影响移动距离，必须同时测量钩码移动距离和绳子自由端移动距离。因此，实验还需要补充的测量工具是刻度尺。 【分析】1、定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力，题目中改变里的方向，但是大小没有发生变化，验证了该结论； 2、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，省力的意思为题目中物体重力1N，但是弹簧测力计的拉力为0.6N，据此验证省力； 3、使用弹簧测力计拉动钩码，需要保持匀速直线运动，从而使得测力计读数精确。测量物体移动距离的工具为刻度尺。 13．【答案】 【知识点】滑轮组及其工作特点 【解析】【解答】只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示：。 故答案为：。 【分析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。本题中，要求最省力，属于第二种。 14．【答案】（1）解：车斗和砖头的总重力 （2）解：独轮车可看作杠杆，支点为车轮轴心，阻力，阻力臂，动力臂 根据杠杆平衡条件，变形得人手竖直向上的力 （3）解：由图2可知，该滑轮组中承担物重的绳子段数，砖块提升高度 则绳子自由端移动的距离 【知识点】重力及其大小的计算；杠杆的平衡条件；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【分析】本题考查重力计算、杠杆平衡条件的应用和滑轮组的特点： (1) 利用 计算总重力； (2) 独轮车是省力杠杆，根据杠杆平衡条件 计算动力大小； (3) 滑轮组中，绳子自由端移动的距离 ，其中 为承担物重的绳子段数， 为物体上升高度。 （1）车斗和砖头的总重力 （2）独轮车可看作杠杆，支点为车轮轴心，阻力，阻力臂，动力臂 根据杠杆平衡条件，变形得人手竖直向上的力 （3）由图2可知，该滑轮组中承担物重的绳子段数，砖块提升高度 则绳子自由端移动的距离 15．【答案】（1）解：箱子的质量为40kg，故箱子的重力为G=mg=40kg×10N/kg=400N。 答：物体的重力为400N。 （2）简介：动滑轮上承担物重的绳子段数n=2，绳子末端移动的距离s=nh=2×2m=4m 绳子末端移动的速度。 答：绳子末端移动的速度为0.4m/s。 （3）解：根据可知，动滑轮的重力为：G动=nF-G=2×250N-400N=100N； 工人的质量为70kg，故工人的重力为G人=m人g=70kg×10N/kg=700N，绳子自由端受到最大拉力为人的重力，即F'=G人=700N， 根据可知，工人能拉起的最大物重为：G'=nF'-G动=2×700N-100N=1300N＜1400N，故该工人用此装置不能拉起重为1400N的物体。 答：该工人用此装置不能拉起重为1400N的物体。 【知识点】速度公式及其应用；重力及其大小的计算；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【分析】（1）根据G=mg求出物体的重力； （2）绳子移动的距离是物体移动距离的2倍，根据速度公式求出绳子末端移动的速度；（3）根据求出动滑轮的重力；根据G=mg求出人的重力，绳子自由端受到最大拉力为人的重力，即F'=G人，利用求出工人能拉起的最大物重。 （1）建筑材料的重力G物=m物g=40kg×10N/kg=400N （2）动滑轮上承担物重的绳子段数n=2，绳子末端移动的距离s=nh=2×2m=4m 绳子末端移动的速度 （3）动滑轮的重力G动=nF-G物=2×250N-400N=100N 工人的重力G人=m人g=70kg×10N/kg=700N 绳子末端受到的最大拉力为人的重力，即F'=G人=700N 工人能拉起的最大物重G物'=nF'-G动=2×700N-100N=1300N<1400N 故不能拉起重为1400N的建筑材料。 16．【答案】（1）解：飞船部件的重力为 （2）解：飞船部件上升速度为 （3）解：由图乙可知，绳子段数为，绳子自由端的拉力大小为 （4）解：由可知，可使用更轻质的动滑轮或通过增加滑轮个数来增加承担物重的绳子段数，让绳子自由端更省力。 【知识点】速度公式及其应用；重力及其大小的计算；动滑轮拉力的计算；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【分析】（1）根据G=mg计算飞船部件的重力； （2）结合速度公式计算飞船部件上升速度； （3）由图乙可知，绳子段数为，绳子自由端的拉力大小为； （4）结合可知，使用轻质的动滑轮或增加滑轮个数来增加承担物重的绳子段数可以更加省力。 （1）飞船部件的重力为 （2）飞船部件上升速度为 （3）由图乙可知，绳子段数为，绳子自由端的拉力大小为 （4）由可知，可使用更轻质的动滑轮或通过增加滑轮个数来增加承担物重的绳子段数，让绳子自由端更省力。 17．【答案】（1）> （2）1.2 （3）轮轴；定；改变力的方向 （4）400 【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】(1) 甲滑轮组承担物重绳子段数，乙滑轮组，不计绳重及摩擦，拉力，因此。 故答案为：； (2) 乙滑轮组，绳子自由端移动距离。 故答案为：； (3) 绞盘由滚轴与横杆同轴转动构成，属于轮轴；滑轮 A、B 轴固定不动，是定滑轮，定滑轮共同作用是改变力的方向。 故答案为：轮轴；定；改变力的方向； (4) 轮轴平衡条件：，横杆长L为轮半径，滚轴半径，已知，即； ，代入， ，解得。 故答案为：400； 【分析】(1) 本题考查滑轮组拉力计算，利用，比较承担物重绳子段数判断拉力大小。 (2) 本题考查滑轮组距离关系，直接代入数据计算绳端移动距离。 (3) 本题考查简单机械识别，区分轮轴与滑轮；掌握定滑轮特点：不省力，但可以改变力的方向。 (4) 本题考查轮轴平衡公式，分清轮半径与轴半径，代入平衡条件计算拉力大小。 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.2《滑轮》学科素养同步分层练习设计（培优版） 初中物理九年级上册（苏科版新教材） 一、选择题 1．如图所示，用滑轮组将重为的物体匀速提升，若不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力的大小为（　　） A． B．200N C． D．1200N 【答案】C 【知识点】滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】对题图中的滑轮组进行分析可知，承担动滑轮与物重的绳子共有2段，若不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力满足以下计算关系：，故C正确，ABD错误； 故选C。 【分析】动滑轮拉力的计算：公式为。其中n为动滑轮缠绕绳子数。 2．用下列装置提升重物时，能既省力又改变施力方向的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点 【解析】【解答】A．定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故A不符合题意； B．动滑轮只能省力，不能改变力的方向，故B不符合题意； C．滑轮组由定滑轮和动滑轮组成，可以省力，此时拉力的方向和重物提升的方向相反，即可以改变力的方向，故C符合题意； D．滑轮组由定滑轮和动滑轮组成，可以省力，但拉力的方向和重物提升的方向相同，没有改变力的方向，故D不符合题意。 故选C。 【分析】A.根据定滑轮的特点判断； B.根据动滑轮的特点判断； CD.滑轮组肯定省力，将拉力的方向与直接提升重物的拉力方向比较，从而确定滑轮组是否改变力的方向。 3．如图所示，在忽略杠杆自重、滑轮自重以及摩擦的情况下，当提升同一重物时，下列简单机械最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【知识点】杠杆的平衡条件；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】 A.根据图片可知，动力臂是阻力臂的5倍，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到，此时拉力 ； B.根据图片可知，动滑轮可以省一半力，所以拉力； C.根据图片可知，斜面的倾角为30°，则， 拉力做的功等于克服物体重力做的功，即：F3s=Gh； 所以； D.根据图片可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，所以拉力； 比较可知，最省力的是F1。 故选A。 【分析】A.根据杠杆平衡条件F1L1=GL2计算； B.使用动滑轮时，根据计算拉力； C.使用斜面时，拉力做的功等于克服物体重力做的功，根据W=Fs列式计算； D.使用滑轮组时，根据计算自由端的拉力大小。 4．如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（　　） A．F1＞F2 B．F3＞F4 C．F1＜F4 D．F1=F2=F3=F4 【答案】D 【知识点】定滑轮及其工作特点 【解析】【解答】定滑轮的工作原理相当于一个等臂杠杆，因此在使用定滑轮时无法省力。无论沿哪个方向匀速提升物体，所需施加的拉力大小始终相同。因此A、B、C错误，D正确。 故选D。 【分析】动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力。 5．如图，分别用甲、乙装置把同一物体匀速提升相同高度，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．乙比甲更省力 B．甲、乙绳子自由端移动距离相等 C．乙中改为水平向右拉时，变大 D．升旗时，旗杆顶端的装置与乙相同 【答案】D 【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】A．根据图片可知，甲为动滑轮，可以省力；乙为定滑轮，不省力，则甲比乙更省力，故A错误； B．根据图片可知，当物体提升高度为时，动滑轮自由端移动距离，定滑轮自由端移动距离，那么 甲、乙绳子自由端移动距离 不相等，故B错误； C．根据图片可知，定滑轮的本质是等臂杠杆，拉力的力臂始终等于滑轮半径，因此大小始终等于，不会变大，故C错误； D．升旗时，旗杆顶端的滑轮作用是改变拉力的方向，是定滑轮，和图乙装置类型相同，故D正确。 故选D。 【分析】A.根据定滑轮和动滑轮的特点判断； B.根据s=nh比较二者绳子自由端移动距离的大小； C.根据定滑轮的本质判断； D.定滑轮可以改变拉力的方向。 6．下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点 【解析】【解答】A、该方法相当于使用了动滑轮，可以省力，故A符合题意； B、该方式使用的是定滑轮，不省力，故B不符合题意； C、该方式相当于用一根绳子直接拉石墩，不省力，故C不符合题意； D、该方式相当于用双股绳子拉石墩，不省力，故D不符合题意。 故选：A。 【分析】定滑轮不省力，可以改变力的方向；动滑轮省力，不能改变力的方向。 二、多选题 7．如图是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。他们通过横杆、支架、石块等，将木料抬起垫上圆木，以便将其移到其它地方。以下分析正确的是（　　） A．图中的支架，可以看作是定滑轮 B．在巨木的下面垫上圆木是为了减小摩擦 C．支架下端垫有底面积较大的石块，是为了减小支架对地面的压强 D．使用这个“简单机械”搬动巨大木料，可以省力 【答案】B,C,D 【知识点】增大或减小摩擦的方法；减小压强的方法及其应用；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点 【解析】【解答】 解：A、由图可知，横杆能绕横杆与支架的接触处转动，属于杠杆，利用了杠杆原理，调整支架的位置，即改变支点的位置，可以让动力臂比阻力臂大得多，所以可以达到省力的效果，故A选项错误； B、巨木下面垫上圆木，滑动摩擦变滚动摩擦，是为了减小摩擦，故B选项正确； C、支架对地面的压力一定，在支架下面垫有面积较大的石块，其实质是增大接触面积，减小支架对地面的压强，故C选项正确； D、使用这个“简单机械”搬动巨大木料，可以省力，但不可以省功，故D选项正确。 故选：BCD。 【分析】 （1）图中的支架是杠杆，不是定滑轮； （2）减小摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，减小压力；在压力一定时，减小接触面的粗糙程度；使接触面脱离；用滚动摩擦代替滑动摩擦； （3）在压力一定的条件下，受力面积越大，压强越小； （4）图中利用了杠杆原理，调整支架的位置，即改变支点的位置，可以让动力臂比阻力臂大得多，所以可以达到省力的效果。 三、填空题 8．两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 【知识点】二力平衡的条件及其应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】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，摩擦力故答案为：A；1；40 【分析】(1) 本题区分定滑轮与动滑轮，判断依据为滑轮轴是否随物体运动。 (2) 本题考查水平滑轮组距离关系，绳子移动距离是物体移动距离的 n 倍，n 为承担拉力的绳子段数。 (3) 本题考查水平滑轮组力的关系，不计额外阻力时滑动摩擦力等于 n 倍拉力。 9．如图所示，竖直固定的弹簧测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重为50 N，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，此时物体A在绳的水平拉力作用下向右缓慢做匀速直线运动，测力计示数为550 N，不计绳重及滑轮的摩擦，g取10 N/kg，则此时绳子的拉力大小为　 　N，物体B受到的重力为　 　N。如果再在物体B下方加挂重为90 N的物体C，同时用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左缓慢做匀速直线运动，则F的大小为　 　N。 【答案】250；700；530 【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】对上方定滑轮受力分析，定滑轮静止，，代入数据，解得绳子拉力。 对动滑轮和 B 整体受力分析，向上 3 段绳子拉力，向下动滑轮重力与 B 的重力，，，解得。 物体 A 向右匀速直线运动，滑动摩擦力。B 下加挂 C 后总重，此时绳拉力。A 向左匀速，摩擦力方向向右，向左拉力。 故答案为：250；700；530 【分析】(1) 本题考查定滑轮受力平衡，弹簧测力计示数等于定滑轮重力加上两段绳的拉力。 (2) 本题考查滑轮组受力，不计绳重摩擦，动滑轮与物体总重由 n 段绳子承担。 (3) 本题考查二力平衡与滑动摩擦力，滑动摩擦力大小只和压力、粗糙程度有关；物体向左运动，摩擦力向右，向左拉力等于摩擦力加上绳子拉力。 10．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 【知识点】杠杆的动态平衡分析；轮轴及其他常见简单机械 【解析】【解答】用扳手拧螺丝的过程中，转动是以螺丝中心为转轴进行的，完全符合轮轴的结构特点，因此扳手在使用时属于轮轴类简单机械。由于扳手的轮半径（也就是握扳手位置到转动中心的距离）大于轴半径（螺丝自身的半径），因此使用扳手拧螺丝可以达到省力的效果。 在阻力和阻力臂固定不变的情况下，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越大，所需要的动力就越小。用扳手拧螺丝时，在A点施力动力臂最小，需要的动力最大；在C点施力动力臂最大，需要的动力最小，因此在C点施力会更容易拧动螺丝。 【分析】扳手本质：扳手属于轮轴，轮轴实质是变形杠杆。螺丝中心为转轴（轴），手握位置到转轴的距离是轮半径，轮半径＞轴半径，所以扳手能够省力。 杠杆平衡条件：F1​L1​=F2​L2​。拧螺丝时，阻力（螺丝的摩擦力）、阻力臂固定不变，动力臂越长，所需动力越小。 11．高铁输电线牵引装置通过滑轮和坠砣动态调节张力以稳定供电，如图所示，滑轮　 　（选填“A”或“B”）为动滑轮，若坠砣重3000N，忽略滑轮和钢绳重量及摩擦，输电线水平缓慢移动10cm，输电线P端受到的拉力为　 　N，坠砣移动的距离为　 　cm。 【答案】B；6000；20 【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】观察装置结构，滑轮A的转轴位置固定不动，属于定滑轮；滑轮B会跟随输电线一同产生位移，属于动滑轮； 忽略滑轮、钢绳自重以及摩擦阻力，动滑轮两段绳子的拉力均等于坠砣重力，推导可得 ； 动滑轮移动距离和绳端移动距离满足，输电线平移；； 故答案为：B；6000；20； 【分析】按照滑轮轴心是否固定这一区分标准，判别定滑轮与动滑轮的种类。 利用动滑轮受力平衡规律进行变形，代入坠砣重力的已知数据求解P端拉力。 依托动滑轮距离关系式，代入输电线的平移距离，算出坠砣对应的移动距离。 四、实验探究题 12．实验小组研究滑轮和滑轮组的特点： （1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，说明使用定滑轮可以改变　 　，但不能　 　； （2）他们研究动滑轮特点时，如图乙所示，说明使用动滑轮可以　 　，但不能改变　 　； （3）为了准确测量拉力的大小，实验过程中，需要保持钩码被　 　提升，丙图中弹簧测力计的示数是　 　N； 如果还要研究图中滑轮的三种不同用法是否省距离，还应增加的器材是　 　。 【答案】力的方向；省力；省力；力的方向；匀速；0.8；刻度尺 【知识点】弹簧测力计及其使用；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点 【解析】【解答】（1）图甲展示的是定滑轮的应用场景。当物体所受重力为1N时，弹簧测力计在三个不同方向上测得的拉力均为1N。这表明定滑轮的主要功能是改变力的作用方向，但并不能减小所需施加的力的大小。（2）图乙所示为动滑轮的使用情况。在物体重力为1N的条件下，测得拉力仅为0.6N，且拉力方向始终与物体运动方向保持一致。这说明动滑轮能够实现省力的效果，但无法改变力的作用方向。 （3） 实验过程中，需要保持弹簧测力计带动钩码做匀速直线运动，这样可以确保测力计示数保持稳定，从而获得更精确的拉力测量结果。观察图丙中的弹簧测力计，其最小刻度值为0.2N，当前显示的读数为0.8N。 为了研究滑轮三种不同用法是否会影响移动距离，必须同时测量钩码移动距离和绳子自由端移动距离。因此，实验还需要补充的测量工具是刻度尺。 【分析】1、定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力，题目中改变里的方向，但是大小没有发生变化，验证了该结论； 2、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，省力的意思为题目中物体重力1N，但是弹簧测力计的拉力为0.6N，据此验证省力； 3、使用弹簧测力计拉动钩码，需要保持匀速直线运动，从而使得测力计读数精确。测量物体移动距离的工具为刻度尺。 五、作图题 13．如图所示，请用画线代替绳子，在图上画出最省力的绳子的绕法。 【答案】 【知识点】滑轮组及其工作特点 【解析】【解答】只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示：。 故答案为：。 【分析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。本题中，要求最省力，属于第二种。 六、计算题 14．小明家里建房子，周末小明用如图1的独轮车搬运砖头，再用图2的滑轮组把砖块提升到某一高度。已知：车斗和砖头的总质量是130kg，独轮车的有关尺寸如图所示，每个滑轮重40N，。求： （1）车斗和砖头的总重多少N？ （2）人手竖直向上的力的大小？ （3）若砖块被提升到3m，绳子自由端被拉下的距离？ 【答案】（1）解：车斗和砖头的总重力 （2）解：独轮车可看作杠杆，支点为车轮轴心，阻力，阻力臂，动力臂 根据杠杆平衡条件，变形得人手竖直向上的力 （3）解：由图2可知，该滑轮组中承担物重的绳子段数，砖块提升高度 则绳子自由端移动的距离 【知识点】重力及其大小的计算；杠杆的平衡条件；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【分析】本题考查重力计算、杠杆平衡条件的应用和滑轮组的特点： (1) 利用 计算总重力； (2) 独轮车是省力杠杆，根据杠杆平衡条件 计算动力大小； (3) 滑轮组中，绳子自由端移动的距离 ，其中 为承担物重的绳子段数， 为物体上升高度。 （1）车斗和砖头的总重力 （2）独轮车可看作杠杆，支点为车轮轴心，阻力，阻力臂，动力臂 根据杠杆平衡条件，变形得人手竖直向上的力 （3）由图2可知，该滑轮组中承担物重的绳子段数，砖块提升高度 则绳子自由端移动的距离 15．如图所示，在新农村改造时，质量为70kg的工人用滑轮组吊起质量为40kg的建筑材料，在10s内将该建筑材料匀速竖直提升了2m。不计绳重和摩擦，工人所用的拉力为250N。（g取10N/kg） （1）求建筑材料的重力； （2）求绳子末端移动的速度； （3）请通过计算说明，该工人用此滑轮组能否拉起重为1400N的建筑材料。 【答案】（1）解：箱子的质量为40kg，故箱子的重力为G=mg=40kg×10N/kg=400N。 答：物体的重力为400N。 （2）简介：动滑轮上承担物重的绳子段数n=2，绳子末端移动的距离s=nh=2×2m=4m 绳子末端移动的速度。 答：绳子末端移动的速度为0.4m/s。 （3）解：根据可知，动滑轮的重力为：G动=nF-G=2×250N-400N=100N； 工人的质量为70kg，故工人的重力为G人=m人g=70kg×10N/kg=700N，绳子自由端受到最大拉力为人的重力，即F'=G人=700N， 根据可知，工人能拉起的最大物重为：G'=nF'-G动=2×700N-100N=1300N＜1400N，故该工人用此装置不能拉起重为1400N的物体。 答：该工人用此装置不能拉起重为1400N的物体。 【知识点】速度公式及其应用；重力及其大小的计算；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【分析】（1）根据G=mg求出物体的重力； （2）绳子移动的距离是物体移动距离的2倍，根据速度公式求出绳子末端移动的速度；（3）根据求出动滑轮的重力；根据G=mg求出人的重力，绳子自由端受到最大拉力为人的重力，即F'=G人，利用求出工人能拉起的最大物重。 （1）建筑材料的重力G物=m物g=40kg×10N/kg=400N （2）动滑轮上承担物重的绳子段数n=2，绳子末端移动的距离s=nh=2×2m=4m 绳子末端移动的速度 （3）动滑轮的重力G动=nF-G物=2×250N-400N=100N 工人的重力G人=m人g=70kg×10N/kg=700N 绳子末端受到的最大拉力为人的重力，即F'=G人=700N 工人能拉起的最大物重G物'=nF'-G动=2×700N-100N=1300N<1400N 故不能拉起重为1400N的建筑材料。 七、综合题 16．如图甲所示是工作人员在组装神舟飞船的现场。此时他们正在利用一个动滑轮提升质量为的飞船部件，绳子自由端由一台电动机牵引，简化模型如图乙所示。动滑轮在15 s内将部件匀速提升了3 m，计算时不计滑轮重、绳重及摩擦。求： （1）该飞船部件的重力。 （2）该飞船部件上升的速度。 （3）绳子自由端的拉力大小。 （4）在提升该部件时，为了让绳子自由端更省力，请你提出一个可行的建议。 【答案】（1）解：飞船部件的重力为 （2）解：飞船部件上升速度为 （3）解：由图乙可知，绳子段数为，绳子自由端的拉力大小为 （4）解：由可知，可使用更轻质的动滑轮或通过增加滑轮个数来增加承担物重的绳子段数，让绳子自由端更省力。 【知识点】速度公式及其应用；重力及其大小的计算；动滑轮拉力的计算；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【分析】（1）根据G=mg计算飞船部件的重力； （2）结合速度公式计算飞船部件上升速度； （3）由图乙可知，绳子段数为，绳子自由端的拉力大小为； （4）结合可知，使用轻质的动滑轮或增加滑轮个数来增加承担物重的绳子段数可以更加省力。 （1）飞船部件的重力为 （2）飞船部件上升速度为 （3）由图乙可知，绳子段数为，绳子自由端的拉力大小为 （4）由可知，可使用更轻质的动滑轮或通过增加滑轮个数来增加承担物重的绳子段数，让绳子自由端更省力。 17．生产、生活中的各类机械大多由杠杆、滑轮等简单机械组合而成，轮轴是杠杆的变形。由轮与轴组成、可绕同一根轴线转动的简单机械称为轮轴，它本质是不等臂杠杆。动力作用在轮、阻力作用在轴时，轮轴省力，例如汽车方向盘、井上辘轳、水龙头；反之，动力作用在轴、阻力作用在轮时，轮轴费力，如汽车雨刮器、自行车链条驱动车轮。图丙是我国古代广泛用于生产生活的绞盘，其工作原理如图丁所示。（g取10 N/kg） （1）图甲、乙所示的用两个相同的滑轮组成的不同的滑轮组，若用它们分别将同一物体匀速提升到相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳子自由端的拉力大小关系为　 　（选填“>”“<”或“=”）； （2）若重物上升0.4 m，乙滑轮组绳子自由端移动距离为　 　m； （3）图丁中的绞盘从机械分类上属于　 　（选填“轮轴”或“滑轮”）；滑轮A、B是　 　滑轮，它们的共同作用是　 　； （4）绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为4∶1，工匠推力100 N，根据轮轴平衡条件，绳子对吊框的拉力为　 　N。 【答案】（1）> （2）1.2 （3）轮轴；定；改变力的方向 （4）400 【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算 【解析】【解答】(1) 甲滑轮组承担物重绳子段数，乙滑轮组，不计绳重及摩擦，拉力，因此。 故答案为：； (2) 乙滑轮组，绳子自由端移动距离。 故答案为：； (3) 绞盘由滚轴与横杆同轴转动构成，属于轮轴；滑轮 A、B 轴固定不动，是定滑轮，定滑轮共同作用是改变力的方向。 故答案为：轮轴；定；改变力的方向； (4) 轮轴平衡条件：，横杆长L为轮半径，滚轴半径，已知，即； ，代入， ，解得。 故答案为：400； 【分析】(1) 本题考查滑轮组拉力计算，利用，比较承担物重绳子段数判断拉力大小。 (2) 本题考查滑轮组距离关系，直接代入数据计算绳端移动距离。 (3) 本题考查简单机械识别，区分轮轴与滑轮；掌握定滑轮特点：不省力，但可以改变力的方向。 (4) 本题考查轮轴平衡公式，分清轮半径与轴半径，代入平衡条件计算拉力大小。 学科网（北京）股份有限公司 $