第3节 滑轮
第1课时 定滑轮 动滑轮
@核心知识梳理
1.定滑轮：轴 的滑轮，叫作定滑轮。定滑轮能够改变 的方向，但是不能 。定滑轮实质上是一个 杠杆。
2.动滑轮：轴随被吊物体一起运动的滑轮，叫作 滑轮。使用动滑轮能 ， 但是不能改变力的 。动滑轮的实质是一个 的省力杠杆。
注：（1）定滑轮改变力的方向的含义是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力；使用定滑轮时拉力作用点移动的距离与重物移动的距离相等。
（2）动滑轮省一半力的条件：动滑轮与重物一起向上移动；拉力的方向与并排的绳子平行，且拉力作用在绳子上；不计动滑轮重、绳重和摩擦。
（3）画出定滑轮和动滑轮的力臂。
@基础分点训练
知识点 定滑轮与动滑轮
1.（新情境·传统文化）（2024·临夏州节选）如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的定滑轮，其作用是可以改变力的 ，但不能省力。
2.如图所示，小明分别用如图甲、乙所示的滑轮提升重为200 N的箱子。
（1）图甲中的滑轮是一个 滑轮，图乙中的滑轮是一个 滑轮。
（2）图甲中的滑轮实质是一个 杠杆，其支点是图中的 （选填“A”“B”或“C”）
点；图乙中的滑轮实质是一个 杠杆，其支点是图中的 （选填“A”“B”或“C”）点。
（3）若滑轮重、绳重及摩擦不计，匀速提升箱子时，图甲中小明对绳子的拉力F1＝ N，图乙中小明对绳子的拉力F2＝ N。
（4）若滑轮重为20 N，不计绳重和摩擦，匀速提升箱子时，图甲中小明对绳子的拉力F1'＝ N，图乙中小明对绳子的拉力F2'＝ N。
（5）若小明将绳子自由端拉动10 m，则图甲中箱子向上移动 m，图乙中箱子向上移动 m。
（6）若物体匀速上升的速度是0.2 m/s，则图甲中绳子自由端向上移动的速度是 m/s，图乙中绳子自由端向下移动的速度是 m/s。
3.（2024·内江）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
4.如图，在“探究动滑轮的特点”的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A.当物体匀速运动和静止时弹簧测力计的读数相等
B.提升重物时，动滑轮实质上是一个等臂杠杆
C.当物体匀速运动时，弹簧测力计竖直向上拉和斜着向上拉的读数相等
D.当物体静止时，弹簧测力计的拉力和细线对弹簧测力计的拉力大小相等
易混易错 误认为使用动滑轮总能省力的一半
5.如图所示，某同学用重为10 N的动滑轮匀速提升重为70 N的物体，不计绳重和摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（ ）
A.30 N B.35 N C.40 N D.45 N
易错指引：使用动滑轮省一半力需要满足的条件：①不考虑动滑轮重、绳重和摩擦；②动力F的方向与并排的绳子平行，且拉力作用在绳子上。
@中档提分训练
6.（2023·常德）如图所示，小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200 N（不计绳重、滑轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2 m。下列说法中正确的是（ ）
第6题图
A.F甲＝200 N，并向上移动4 m
B.F甲＝100 N，并向上移动2 m
C.F乙＝200 N，并向上移动1 m
D.F乙＝400 N，并向上移动1 m
7.如图所示的实验装置，甲重40 N，乙重10 N，装置静止时不计弹簧测力计自重，则甲对地面的压力和弹簧测力计的示数分别是（ ）
第7题图
A.30 N；40 N B.30 N；10 N
C.40 N；10 N D.30 N；50 N
8.（2024·武威凉州区期末）如图所示，两弹簧测力计均为竖直方向，不计摩擦及弹簧测力计自重，滑轮的重力为2 N，若弹簧测力计2的示数为5 N，则物体A的重力为 N，弹簧测力计1的示数为 N。
9.（2023·菏泽）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（ ）
A.重力做功数值为Gs
B.拉力做功数值为Fs
C.摩擦力做功数值为fs
D.使用此滑轮既省力又省功
10.（2024·武威古浪县三模）如图所示，小欣同学只有一根绳子，他想把被风刮倒的甲树拉正，想起刚学习滑轮知识，他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子。在甲树被拉起的过程中， （选填“甲树”或“乙树”）相当于动滑轮，像图中一样使用动滑轮可以省 （选填“力”或“距离”）。如果不计绳重和摩擦，甲树受到400 N拉力，则乙树受到的拉力为 N。
11.如图甲所示，是探究“动滑轮工作时的特点”的实验装置。
（1）实验时，应竖直拉动使钩码 上升；
（2）小军记录数据如表。分析数据可得：使用动滑轮可以 ；
实验次序 1 2 3
钩码重力/N 2 4 6
测力计示数/N 1.1 2.1 3.1
（3）小军继续实验，并作出“拉力与钩码重力的比值随钩码重力的变化”图像，如图乙所示。分析图像可知：钩码越重，拉力F与钩码重力的比值就越接近 （填数值）。由此他推理得出：在不计动滑轮重与摩擦时，使用动滑轮可以省 的力。
第2课时 滑轮组、轮轴和斜面
@核心知识梳理
1.滑轮组
（1）概念：定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。
（2）特点：既可以省力又可以改变 的方向。
2.拉力的大小计算：在不计绳重及摩擦的情况下，滑轮组有n段绳子承担重物G，则拉力大小F＝。
注：（1）滑轮组竖放时，在不计滑轮重、绳重及摩擦力的情况下F＝。
（2）滑轮组横放时，滑轮组用几段绳子拉着物体做匀速直线运动，拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一。
3.确定承担物重的绳子的段数：在定滑轮和动滑轮之间画一条线，虚线以下与动滑轮相连的绳子的段数，即为滑轮组承重的绳子段数n。甲图中动滑轮有 段绳子，乙图中动滑轮有 段绳子。
4.斜面和轮轴
（1）斜面：属于省力机械，但费距离；如盘山公路等。
（2）轮轴：由轮和轴组成，省力但费距离；如水龙头、门把手、方向盘等。
@基础分点训练
知识点1 滑轮组
1.关于定滑轮、动滑轮及滑轮组的作用，下列说法正确的是（ ）
A.使用定滑轮能省力，还能改变力的方向
B.使用动滑轮能省力，还能改变力的方向
C.使用滑轮组一定能改变力的方向
D.使用滑轮组既能省力，又能改变力的方向
2.分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）
3.如图所示的滑轮组提升100 N的重物，两个相同的滑轮的重力均为20 N，不计绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A.绳子自由端的拉力F为40 N
B.若物体上移0.5 m，则绳子自由端移动1 m
C.使用滑轮组既可以省力又可以省距离
D.若自由端拉绳子的速度为0.2 m/s，物体移动的速度为0.4 m/s
4.（2024·陇南成县校级二模）用如图滑轮组吊提物时，画出人站在地面上最省力的绕绳方法。
知识点2 斜面和轮轴
5. 为了帮助山区人民发展经济，近年来各地政府修了很多条通往山区的致富路。如图所示是山区常见的盘山公路，可以看成一个斜面。当高度一定，增大坡的长度时，可以（ ）
A.既省力，又省功
B.省功但不能省力
C.省力但不能省功
D.既不能省力也不能省功
6.在生产和生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面和轮轴。如图所示，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，这是运用了 （选填“斜面”或“轮轴”）的原理；螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹展开后相当于 （选填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
@中档提分训练
7.在下列轻质的简单机械中，用10 N的力能将重15 N的物体竖直提起的有（ ）
①一个定滑轮；②一个动滑轮；③杠杆；④由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组。
A.①② B.②③ C.③④ D.②③④
8.如图所示，工人要将一块重900 N的建材运到10 m高处，装置中每个滑轮重100 N，建材上升的速度是0.8 m/s。在施工过程中，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，下列说法中错误的是（ ）
第8题图
A.工人的拉力为500 N
B.人拉绳运动的距离为20 m
C.工人的拉力为450 ND.工人拉绳的速度为1.6 m/s
9.（2024·武威凉州区期末）如图所示，每个滑轮自重相等，不计绳重和轮、轴间摩擦，分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物G1、G2时，甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等。已知G1＝60 N、G2＝36 N，则每个滑轮的重为（ ）
第9题图
A.12 N B.3 N C.11 N D.22 N
10.某同学用滑轮组提升物体，若物体升高1 m时，绳子自由端移动的距离是3 m，则该滑轮组拉着动滑轮绳子的段数n＝ ，滑轮组至少由1个定滑轮和 个动滑轮组成。
11.用如图甲的滑轮组提升重200 N的物体，已知拉力F为80 N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N。
12.如图所示，动滑轮重4 N，所吊重物B重20 N，物体A重240 N，此时物体B恰好以0.1 m/s的速度匀速下降。不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。求：
（1）水平面对物体A的摩擦力；
（2）要使物体B恰好以0.2 m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为多大？第3节 滑轮
第1课时 定滑轮 动滑轮
@核心知识梳理
1.定滑轮：轴 固定不动 的滑轮，叫作定滑轮。定滑轮能够改变 力 的方向，但是不能 省力 。定滑轮实质上是一个 等臂 杠杆。
2.动滑轮：轴随被吊物体一起运动的滑轮，叫作 动 滑轮。使用动滑轮能 省力 ， 但是不能改变力的 方向 。动滑轮的实质是一个 动力臂是阻力臂二倍 的省力杠杆。
注：（1）定滑轮改变力的方向的含义是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力；使用定滑轮时拉力作用点移动的距离与重物移动的距离相等。
（2）动滑轮省一半力的条件：动滑轮与重物一起向上移动；拉力的方向与并排的绳子平行，且拉力作用在绳子上；不计动滑轮重、绳重和摩擦。
（3）画出定滑轮和动滑轮的力臂。
答案：如图所示。
@基础分点训练
知识点 定滑轮与动滑轮
1.（新情境·传统文化）（2024·临夏州节选）如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的定滑轮，其作用是可以改变力的 方向 ，但不能省力。
2.如图所示，小明分别用如图甲、乙所示的滑轮提升重为200 N的箱子。
（1）图甲中的滑轮是一个 动 滑轮，图乙中的滑轮是一个 定 滑轮。
（2）图甲中的滑轮实质是一个 省力 杠杆，其支点是图中的 A （选填“A”“B”或“C”）
点；图乙中的滑轮实质是一个 等臂 杠杆，其支点是图中的 B （选填“A”“B”或“C”）点。
（3）若滑轮重、绳重及摩擦不计，匀速提升箱子时，图甲中小明对绳子的拉力F1＝ 100 N，图乙中小明对绳子的拉力F2＝ 200 N。
（4）若滑轮重为20 N，不计绳重和摩擦，匀速提升箱子时，图甲中小明对绳子的拉力F1'＝ 110 N，图乙中小明对绳子的拉力F2'＝ 200 N。
（5）若小明将绳子自由端拉动10 m，则图甲中箱子向上移动 5 m，图乙中箱子向上移动 10 m。
（6）若物体匀速上升的速度是0.2 m/s，则图甲中绳子自由端向上移动的速度是 0.4 m/s，图乙中绳子自由端向下移动的速度是 0.2 m/s。
3.（2024·内江）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（ D ）
A.F1＞F2 B.F3＞F4
C.F1＜F4 D.F1＝F2＝F3＝F4
4.如图，在“探究动滑轮的特点”的实验中，下列说法中正确的是（ D ）
A.当物体匀速运动和静止时弹簧测力计的读数相等
B.提升重物时，动滑轮实质上是一个等臂杠杆
C.当物体匀速运动时，弹簧测力计竖直向上拉和斜着向上拉的读数相等
D.当物体静止时，弹簧测力计的拉力和细线对弹簧测力计的拉力大小相等
易混易错 误认为使用动滑轮总能省力的一半
5.如图所示，某同学用重为10 N的动滑轮匀速提升重为70 N的物体，不计绳重和摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（ D ）
A.30 N B.35 N C.40 N D.45 N
易错指引：使用动滑轮省一半力需要满足的条件：①不考虑动滑轮重、绳重和摩擦；②动力F的方向与并排的绳子平行，且拉力作用在绳子上。
@中档提分训练
6.（2023·常德）如图所示，小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200 N（不计绳重、滑轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2 m。下列说法中正确的是（ D ）
第6题图
A.F甲＝200 N，并向上移动4 m
B.F甲＝100 N，并向上移动2 m
C.F乙＝200 N，并向上移动1 m
D.F乙＝400 N，并向上移动1 m
7.如图所示的实验装置，甲重40 N，乙重10 N，装置静止时不计弹簧测力计自重，则甲对地面的压力和弹簧测力计的示数分别是（ B ）
第7题图
A.30 N；40 N B.30 N；10 N
C.40 N；10 N D.30 N；50 N
8.（2024·武威凉州区期末）如图所示，两弹簧测力计均为竖直方向，不计摩擦及弹簧测力计自重，滑轮的重力为2 N，若弹簧测力计2的示数为5 N，则物体A的重力为 5 N，弹簧测力计1的示数为 12 N。
9.（2023·菏泽）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（ C ）
A.重力做功数值为Gs
B.拉力做功数值为Fs
C.摩擦力做功数值为fs
D.使用此滑轮既省力又省功
10.（2024·武威古浪县三模）如图所示，小欣同学只有一根绳子，他想把被风刮倒的甲树拉正，想起刚学习滑轮知识，他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子。在甲树被拉起的过程中， 甲树 （选填“甲树”或“乙树”）相当于动滑轮，像图中一样使用动滑轮可以省 力 （选填“力”或“距离”）。如果不计绳重和摩擦，甲树受到400 N拉力，则乙树受到的拉力为 200 N。
11.如图甲所示，是探究“动滑轮工作时的特点”的实验装置。
（1）实验时，应竖直拉动使钩码 匀速 上升；
（2）小军记录数据如表。分析数据可得：使用动滑轮可以 省力 ；
实验次序 1 2 3
钩码重力/N 2 4 6
测力计示数/N 1.1 2.1 3.1
（3）小军继续实验，并作出“拉力与钩码重力的比值随钩码重力的变化”图像，如图乙所示。分析图像可知：钩码越重，拉力F与钩码重力的比值就越接近 0.5 （填数值）。由此他推理得出：在不计动滑轮重与摩擦时，使用动滑轮可以省 一半 的力。
第2课时 滑轮组、轮轴和斜面
@核心知识梳理
1.滑轮组
（1）概念：定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。
（2）特点：既可以省力又可以改变 力 的方向。
2.拉力的大小计算：在不计绳重及摩擦的情况下，滑轮组有n段绳子承担重物G，则拉力大小F＝。
注：（1）滑轮组竖放时，在不计滑轮重、绳重及摩擦力的情况下F＝。
（2）滑轮组横放时，滑轮组用几段绳子拉着物体做匀速直线运动，拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一。
3.确定承担物重的绳子的段数：在定滑轮和动滑轮之间画一条线，虚线以下与动滑轮相连的绳子的段数，即为滑轮组承重的绳子段数n。甲图中动滑轮有 4 段绳子，乙图中动滑轮有 5 段绳子。
4.斜面和轮轴
（1）斜面：属于省力机械，但费距离；如盘山公路等。
（2）轮轴：由轮和轴组成，省力但费距离；如水龙头、门把手、方向盘等。
@基础分点训练
知识点1 滑轮组
1.关于定滑轮、动滑轮及滑轮组的作用，下列说法正确的是（ D ）
A.使用定滑轮能省力，还能改变力的方向
B.使用动滑轮能省力，还能改变力的方向
C.使用滑轮组一定能改变力的方向
D.使用滑轮组既能省力，又能改变力的方向
2.分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ A ）
3.如图所示的滑轮组提升100 N的重物，两个相同的滑轮的重力均为20 N，不计绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（ B ）
A.绳子自由端的拉力F为40 N
B.若物体上移0.5 m，则绳子自由端移动1 m
C.使用滑轮组既可以省力又可以省距离
D.若自由端拉绳子的速度为0.2 m/s，物体移动的速度为0.4 m/s
4.（2024·陇南成县校级二模）用如图滑轮组吊提物时，画出人站在地面上最省力的绕绳方法。
答案：如图所示。
知识点2 斜面和轮轴
5. 为了帮助山区人民发展经济，近年来各地政府修了很多条通往山区的致富路。如图所示是山区常见的盘山公路，可以看成一个斜面。当高度一定，增大坡的长度时，可以（ C ）
A.既省力，又省功
B.省功但不能省力
C.省力但不能省功
D.既不能省力也不能省功
6.在生产和生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面和轮轴。如图所示，是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄 粗 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力，这是运用了 轮轴 （选填“斜面”或“轮轴”）的原理；螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹展开后相当于 斜面 （选填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
@中档提分训练
7.在下列轻质的简单机械中，用10 N的力能将重15 N的物体竖直提起的有（ D ）
①一个定滑轮；②一个动滑轮；③杠杆；④由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组。
A.①② B.②③ C.③④ D.②③④
8.如图所示，工人要将一块重900 N的建材运到10 m高处，装置中每个滑轮重100 N，建材上升的速度是0.8 m/s。在施工过程中，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，下列说法中错误的是（ C ）
第8题图
A.工人的拉力为500 N
B.人拉绳运动的距离为20 m
C.工人的拉力为450 ND.工人拉绳的速度为1.6 m/s
9.（2024·武威凉州区期末）如图所示，每个滑轮自重相等，不计绳重和轮、轴间摩擦，分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物G1、G2时，甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等。已知G1＝60 N、G2＝36 N，则每个滑轮的重为（ A ）
第9题图
A.12 N B.3 N C.11 N D.22 N
10.某同学用滑轮组提升物体，若物体升高1 m时，绳子自由端移动的距离是3 m，则该滑轮组拉着动滑轮绳子的段数n＝ 3 ，滑轮组至少由1个定滑轮和 1 个动滑轮组成。
11.用如图甲的滑轮组提升重200 N的物体，已知拉力F为80 N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 A （选填“A”或“B”），动滑轮重为 40 N。
12.如图所示，动滑轮重4 N，所吊重物B重20 N，物体A重240 N，此时物体B恰好以0.1 m/s的速度匀速下降。不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。求：
（1）水平面对物体A的摩擦力；
（2）要使物体B恰好以0.2 m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为多大？
解：（1）由图可知，n＝2，不计绳重和滑轮组内部的摩擦，当物体B匀速下降时，物体A受到水平向右的滑动摩擦力的大小：
f＝F拉＝ （GB＋G动）＝（20 N＋4 N）＝12 N；
（2）当物体B匀速上升时，绳子的拉力F拉不变，物体A受到的摩擦力大小不变，由力的平衡条件可得，对物体A施加水平向右的拉力：
F＝f＋F拉＝12 N＋12 N＝24 N，
物体A向右运动的速度：
v＝2vB＝2×0.2 m/s＝0.4 m/s，
拉力F的功率：
P＝＝ ＝Fv＝24 N×0.4 m/s＝9.6 W。
