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2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案（全国通用）
第十二章 简单机械
专题28 滑轮
1.物理观念：认识定滑轮和动滑轮。知道它们在生产生活中的实际应用。
2. 科学思维：在组装滑轮组时，对承担动滑轮和物重的绳子股数会用分类讨论思想判断定滑轮个数。
3. 科学探究：
（1）经历探究定滑轮、动滑轮工作特点的过程，知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用。
（2）经历组装滑轮组的过程，学会按要求组装滑轮组的方法，并能根据安装情况分析施加的拉力与物重的关系。
4.科学态度与责任：对实际中的滑轮的工作特点具有好奇心，关心生活、生产中有关滑轮的实际应用。具有利用简单机械改善劳动条件的愿望，初步认识科学技术对人类社会的作用。
知识点1. 滑轮及分类
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。
一、定滑轮
1.定义：中间的轴固定不动的滑轮。
2.实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆
3.特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
4.对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)
二、动滑轮
1.定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）
2.实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
3.特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
4.理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：
，只忽略轮轴间的摩擦则拉力，绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)。
三、滑轮组
1.定义： 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组；
2.特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向 ；
3.理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)；
4.装滑轮组方法：首先根据公式求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
知识点3. 轮轴与斜面（拓展）
1. 轮轴
（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。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。
（4）轮轴的公式：F1R=F2r。
2. 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。
重要解题方法总结：
解决滑轮组的组装问题思维方法
（1）确定绕绳的有效段数：根据可得绳子的有效段数为，也可以根据得，计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n，即绳子的有效段数。
由以上绕线情况归纳总结如下：
（2）绕绳方式的判断——“奇动偶定”
①承重绳的段数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；
②承重绳的段数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。
（3）动滑轮个数的确定：当需要n段绳子承担物重时，需要动滑轮的个数N为
①（n为奇数时）
②（n为偶数时）
（4）定滑轮个数的确定：
①施力方向向上（与物体运动方向相同）
a.n为偶数时，定滑轮比动滑轮少一个；
b.n为奇数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同。
②施力方向向下（与物体运动方向相反）
a.n为偶数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同；
b.n为奇数时，定滑轮比动滑轮多一个。
易错点：对定滑轮和动滑轮深入认识
一、对定滑轮模型分析：轴固定不动，作用：改变力的方向.
1.特点：
①绳端拉力：F=G（不省力）
②绳端移动的距离：s=h（不省距离）
③绳端移动的速度：υ绳=υ物
2.受力分析（前提：不计绳重与摩擦）
同根绳，力相等
绳子自由端拉力F，与绳子对物体的拉力相等，匀速提升/静止：F=G
二、对动滑轮模型分析：轴跟物体一起运动，作用：省力。
1.特点：
物体上升h，动滑轮2段绳子都缩短h，绳子自由端需提升2h
①绳端拉力：（省力）
②绳端移动的距离：s=2h（费距离）
③绳端移动的速度：υ绳=2υ物
忽略动滑轮自重时，才能省一半力
2.受力分析（前提：不计绳重与摩擦）
同根绳，力相等
动滑轮2段绳拉力相同，匀速提升/静止：2F=G+G动
考点1. 探究定滑轮和动滑轮的特点
学习探究定滑轮和动滑轮的特点的实例，为解决相关问题打好基础
【实验目的】使用定滑轮和动滑轮的特点。
【实验原理】用弹簧测力计测出物体受到的重力，再测出通过滑轮使物体保持平衡的力，比较它们的大小和方向的关系。
【实验器材】滑轮、弹簧测力计、钩码、线、铁架台。
【实验步骤】
实验一、探究使用定滑轮的特点
1.按如图所示方式组装定滑轮。
2．在定滑轮的左侧挂钩码，右侧竖直向下拉弹簧测力计，使钩码保持平衡。观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）
3．改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。
4．改变钩码的个数，重做上述实验。
5．分析表中的数据，得出的结论是：使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。
实验二、探究使用定滑轮的特点
1.按如图所示方式组装动滑轮。
2．竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡状态，读出弹簧测力计示数，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）
3．改变钩码的个数，重做上述实验。
4．分析表中的数据，得出的结论是：使用动滑轮能省力，但不能改变动力的方向。
【实验注意事项】
（1）在研究定滑轮特点时，要给学生提供重一些的钩码，这样能减小因弹簧测力计的重力和轮与轴间的摩擦而产生的误差。
（2）在研究动滑轮特点时，要指导学生使跨过动滑轮的两段绳竖直且平行，而且仍要给学生提供重一些的钩码进行实验。因为只有当钩码重力大于动滑轮重力时，才能得出使用动滑轮可以省力的结论。
【例题1】如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置
（1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验测力计的操作方法正确的是 。
A.随意拉动钩码
B.拉着钩码保持静止
C.匀速向下拉动钩码
（2）他按图示提起钩码时，分别测得一组数据如下表所示，请你分析：
钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m
甲 0.98 0.2 0.98 0.2
乙 0.98 0.2 1.02 0.2
丙 0.98 0.2 0.55 0.4
①比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 。
②比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是 。
③把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 。
（3）在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得不方便读数，于是把弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计示数会 （变大/变小/不变）。
【答案】（1）C；（2）①能省力；②可以改变用力的方向；③费距离；（3）变小。
【解析】（1）在实验的过程中，为了使测力计的示数稳定，应沿竖直方向匀速拉动测力计，即匀速向下拉动钩码，故C正确；
（2）①在丙中，拉力F＝0.55N＜G＝0.98N，故使用动滑轮时省力；
②在乙中，拉力基本不变，但是向下用力，故使定滑轮可以改变用力的方向；
③乙的距离为0.2m，丙中的距离为0.4，故使用动滑轮费距离；
（2）测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于向上绳子的拉力即钩码重。
（考点1的变式练1）研究定滑轮的特点：
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。
（考点1的变式练2）同学们共同研究滑轮的特点。
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 ，他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 杠杆；
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如表。
实验序号 滑轮重力/N 重物重/N 弹簧测力计示数/N
1 1 4 ≈2.5
2 2 4 ≈3.0
3 3 4 ≈3.5
①通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以 ，但不能改变力的方向；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时（不考虑绳重及摩擦），弹簧测力计的示数等于提升总重力的 ；
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择同样物体与 滑轮来进行实验对比（选填“相同”或“不同”）。
考点2. 定滑轮和动滑轮及其应用
定滑轮和动滑轮的对比
名称 定滑轮 动滑轮
作用力的关系 物重 G G
拉力大小 F＝G
拉力方向 与物体运动方向相反 与物体运动方向相同
移动距离的关系 物体移动的距离 h h
拉力移动的距离 s＝h s＝2h
特点 不省力但可以改变力的方向 省一半的力，但不能改变力的方向
实质 等臂杠杆 动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆
【例题2】（2025新疆）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
【解析】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。
（考点2的变式练1）如图甲所示用定滑轮沿三种不同的方向拉绳使物体上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则_____（选填“F1最大、F2最大、F3最大或三个力一样大”）。如图乙所示学校旗杆的顶部安装的装置A其实是______滑轮，这是为了改变力的________。
（考点2的变式练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，弹簧测力计的示数是5N，则物体A所受的摩擦力是 N。若不计滑轮和弹簧测力计的重力以及滑轮与绳之间的摩擦，则拉力F是 N。若滑轮移动了2m，则物体A移动了 m。
考点3. 滑轮组及其应用
1. 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。
2. 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
F=（G物+ G动）/n
若忽略滑轮重，则有F=G物/n
；其中n为承担物重的绳子的段数；
3. 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）。
4. 滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算
（1）使用滑轮组时（忽略摩擦阻力）：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F=（G物+ G动）/n；若忽略滑轮重，则有F=G物+/n；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）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）。
【例题3】（2025江苏苏州）图中，地上人用滑轮组提升重物，画出最省力的绳子绕法；
【答案】如图所示
【解析】以定滑轮挂钩为起点由内向外绕绳，可以使得在绳子自由端拉力朝下的前提下有效绳子段数最多，作图如下：
（考点3的变式练1）如图所示为探究滑轮组作用的实验装置，钩码总重6N。实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为 N，动滑轮重 N，将弹簧测力计向上移动15cm，则钩码上升的高度为 cm。（不计一切摩擦及绳重）
（考点3的变式练2）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（ ）
A．地面对车支持力与车的重力是一对平衡力
B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力
C．越野车脱困需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N
D．越野车脱困需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N
考点4. 轮轴与斜面问题
1.轮轴
（1）定义：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴，如下图所示。
（2）作用：可以省力和改变力的方向。
（3）实质：是一个可连续转动的杠杆。
（4）原理：当动力施加在轮上、阻力作用在轴上时，如上图2所示，由杠杆平衡可知，则，由于轮半径R大于轴半径r，所以作用在轮上的力F1小于作用在轴上的力F2,即可以省力；反之当动力施加在轴上、阻力作用在轮上时费力。轮轴边缘的速度关系是。
2.斜面
（1）定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面，如图所示。
（2）特点：可以省力，但费距离。
（3）原理：根据做功公式可知，把如图所示的物体从地面提升到某高度需要做功，从斜面上把物体推到同样的高度做功，不考虑摩擦则有，因为，所以，斜面可以省力，但费距离。
【例题4】（2025四川乐山）如图所示，在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，斜面长、高，则拉力所做的功为______J；把重物直接提升h所做的功作为有用功，忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，则斜面对物体的摩擦力为______N。
【答案】 3.6 1
【解析】拉力所做的功为
重物被提升过程中所做的有用功为
额外功
斜面对物体的摩擦力为
（考点4的变式练1）（2025辽宁）某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图（a）所示。讲解员介绍：辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。
【质疑与验证】
（1）某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证。
（2）该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图（b）所示。
（3）将一组钩码（钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图（c）所示。规定能使圆板顺（逆）时针转动的力为动（阻）力。由图（c）中的信息得到：动力×动力臂____阻力×阻力臂。
（4）多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据。
（5）处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件。
（6）实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线____（填“垂直”或“平行”）；目的是便于测量____。
【反思】
（7）古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以____力。
（8）制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变____，可以达到更省力的目的。（不计机械自重和轴的摩擦）
【发现与探索】
（9）该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。多次实验，数据表格如下：
数据序号 动力 动力臂 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 0.5 0.4 1.5 0.2 2.5 0.2
2 0.5 0.4 1.0 0.3 2.5 0.2
3 1.0 0.3 1.0 0.2 2.5 0.2
分析表中数据，得出结论：=____。（用表中字母表示）
（考点4的变式练2）工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的大小不变的恒力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力，也可以省距离
B．因为还要克服摩擦，使用斜面不能省力
C．工人匀速推动重物的速度越大，推力做功越多
D．工人匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大
1．关于滑轮，下列说法中正确的是（ ）
A．使用动滑轮一定可以改变力的方向
B．使用定滑轮一定可以省力
C．定滑轮实质上是一种等臂杠杆
D．动滑轮实质上是一种费力杠杆
2. 如图所示的各种工具，正常使用时省力的是（ ）
A. 定滑轮 B. 动滑轮 C 筷子 D. 船桨
3．用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最费力的是（ ）
A．B． C．D．
4. 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=60N、G2=36N，则每个滑轮的重为（ ）
A．12N B．3N C．11N D．22N
5．如图所示，用滑轮组5s内把重20N的物体匀速竖直提升1m，已知每个滑轮重4N，不计绳重与摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F大小为14N
B．绳子移动距离为3m
C．拉力F大小为12N
D．绳子移动速度为0.2m/s
6.如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（ ）
A． B． C． D．
7. 如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A. 较大 B. 较大 C. 较大 D. 、、的大小相等
8. 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. B. C. D.
9．如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动．运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算结果中正确的是
A．人对地面的压力为400N
B．绳子自由端受到的拉力大小是100N
C．人对地面的压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.06m/s
10. 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。图中的扁担做得较宽，主要是为了增大受力面积，________（选填“增大”或“减小”）压强。
11．如图所示，物体A和B所受重力都为40牛，其中 图为定滑轮（选填“（a）”或“（b）”），作用是 。若不考虑滑轮重力和绳子的摩擦，当竖直用力分别匀速提起物体A和B时，力FA大小为 牛
12．如图所示，滑轮______可以看作省力杠杆（选填“A”或“B”）；若甲、乙两物体受到的重力均为15牛且处于静止状态，不计摩擦和滑轮重力，力F1的大小为______牛；当物体乙上升时，它的重力势能_____（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
13．如图所示，物体A以2厘米/秒的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3牛，水平拉力F＝ 牛，物体A受到的摩擦力f＝ 牛，2秒内拉力F走过的距离 米。（不计轮、绳重、摩擦）
14．如图所示，用滑轮组匀速提升物体A时，弹簧测力计的示数为 N，当物体升高1m时，绳子自由端移动 m。
15.如图所示，当工人师傅用100N的拉力向下拉绳时，使重180N的重物匀速上升1m，不计绳重及摩擦，此滑轮组中的动滑轮重为 N，绳子自由端下降 m。
16.图甲盘山公路修得弯弯曲曲，其主要目的是 （选填“省力”或“省距离”），图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力，螺丝刀相当于一个 （选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”）。
17．在图中标出滑轮的支点O，画出动力F1的动力臂l1
18．将下图中的滑轮组装为最省力的情形。
19．用滑轮组提升重600N的物体，假设绳重和摩擦均不计，动滑轮重30N，在图中画出最省力的绳子绕法，并标出拉力F 大小。
20. 如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力滑轮组。
21. 小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑______；
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向___拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 ______（选填“A”、“ B”或“C”）点。
实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N
1 1.0 0.7
2 1.5 1.0
3 2.0 1.3
22. 研究定滑轮的特点：
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。
23．如图所示，物体重180N，动滑轮重30N，用时2s将物体提升了2m。求：
（1）拉力F的大小；
（2）绳子自由端移动的距离；
（3）绳子自由端移动的速度。
24．如图所示，重为620N的工人利用如图滑轮组将重为580N的建筑材料运送到二楼，已知动滑轮重20N，工人匀速拉绳子，使建筑材料在30s内匀速提升了3m，g取10N/kg（绳重、滑轮与轴的摩擦均忽略不计）。求：
（1）工人向下拉绳的作用力；
（2）运送材料时工人做功的功率；
（3）若工人双脚与地面的总接触面积为0.03m2，则在提升建筑材料的过程中，工人对地面的压强。
25. 如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求：
（1）杠铃片在0.5s内上升0.2m，杠铃片的速度；
（2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小；
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。
26．阅读以下材料，回答问题。
轮轴和斜面
轻轻转动门把手，就可以把门锁打开；司机用不大的力转动方向盘，在轴上就能产生较大的力使汽车转弯。门把手、方向盘等属于又一类简单机械——轮轴。轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴，如图所示，是一些轮轴的实例。
汽车沿着盘山公路，可以驶上高耸入云的山峰。上山的公路为什么修得弯弯曲曲如盘龙，而不是从山下直通山顶？
找一张直角三角形的纸，按照如图所示那样，可以模拟一个盘山公路的形状。可以想象若将盘山公路取直，就相当于将这张纸展开，汽车是沿它的斜边（斜面）爬到山峰的。汽车沿这个边爬到山峰，比起直通山顶的路，走的路程要长的多。
斜面也是一种简单机械，在生活和生产中随处可见。
根据以上材料回答下列问题：
（1）方向盘属于轮轴，我们也可以把它看成杠杆。如图所示，将方向盘轴中心看作支点O，其轴上所受的阻力为F2，请画出施加在A点的动力F1的示意图 ，并画出其力臂L1。进一步分析可知，方向盘本质上是一个 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（2）下列生活中的物品，属于杠杆的是 ，属于轮轴的是 ，属于斜面的是 。（选填序号）
A．托盘天平 B．扳手. C． 螺丝钉
核心素养学习目标
知识解读易错警示示
l1
l2
F2
F1
F1
l1
F2
l2
注意！
考点例题精讲确确考向
课节重点难点精练达标培优
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2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案（全国通用）
第十二章 简单机械
专题28 滑轮
1.物理观念：认识定滑轮和动滑轮。知道它们在生产生活中的实际应用。
2. 科学思维：在组装滑轮组时，对承担动滑轮和物重的绳子股数会用分类讨论思想判断定滑轮个数。
3. 科学探究：
（1）经历探究定滑轮、动滑轮工作特点的过程，知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用。
（2）经历组装滑轮组的过程，学会按要求组装滑轮组的方法，并能根据安装情况分析施加的拉力与物重的关系。
4.科学态度与责任：对实际中的滑轮的工作特点具有好奇心，关心生活、生产中有关滑轮的实际应用。具有利用简单机械改善劳动条件的愿望，初步认识科学技术对人类社会的作用。
知识点1. 滑轮及分类
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。
一、定滑轮
1.定义：中间的轴固定不动的滑轮。
2.实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆
3.特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
4.对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)
二、动滑轮
1.定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）
2.实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
3.特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
4.理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：
，只忽略轮轴间的摩擦则拉力，绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)。
三、滑轮组
1.定义： 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组；
2.特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向 ；
3.理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)；
4.装滑轮组方法：首先根据公式求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
知识点3. 轮轴与斜面（拓展）
1. 轮轴
（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。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。
（4）轮轴的公式：F1R=F2r。
2. 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。
重要解题方法总结：
解决滑轮组的组装问题思维方法
（1）确定绕绳的有效段数：根据可得绳子的有效段数为，也可以根据得，计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n，即绳子的有效段数。
由以上绕线情况归纳总结如下：
（2）绕绳方式的判断——“奇动偶定”
①承重绳的段数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；
②承重绳的段数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。
（3）动滑轮个数的确定：当需要n段绳子承担物重时，需要动滑轮的个数N为
①（n为奇数时）
②（n为偶数时）
（4）定滑轮个数的确定：
①施力方向向上（与物体运动方向相同）
a.n为偶数时，定滑轮比动滑轮少一个；
b.n为奇数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同。
②施力方向向下（与物体运动方向相反）
a.n为偶数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同；
b.n为奇数时，定滑轮比动滑轮多一个。
易错点：对定滑轮和动滑轮深入认识
一、对定滑轮模型分析：轴固定不动，作用：改变力的方向.
1.特点：
①绳端拉力：F=G（不省力）
②绳端移动的距离：s=h（不省距离）
③绳端移动的速度：υ绳=υ物
2.受力分析（前提：不计绳重与摩擦）
同根绳，力相等
绳子自由端拉力F，与绳子对物体的拉力相等，匀速提升/静止：F=G
二、对动滑轮模型分析：轴跟物体一起运动，作用：省力。
1.特点：
物体上升h，动滑轮2段绳子都缩短h，绳子自由端需提升2h
①绳端拉力：（省力）
②绳端移动的距离：s=2h（费距离）
③绳端移动的速度：υ绳=2υ物
忽略动滑轮自重时，才能省一半力
2.受力分析（前提：不计绳重与摩擦）
同根绳，力相等
动滑轮2段绳拉力相同，匀速提升/静止：2F=G+G动
考点1. 探究定滑轮和动滑轮的特点
学习探究定滑轮和动滑轮的特点的实例，为解决相关问题打好基础
【实验目的】使用定滑轮和动滑轮的特点。
【实验原理】用弹簧测力计测出物体受到的重力，再测出通过滑轮使物体保持平衡的力，比较它们的大小和方向的关系。
【实验器材】滑轮、弹簧测力计、钩码、线、铁架台。
【实验步骤】
实验一、探究使用定滑轮的特点
1.按如图所示方式组装定滑轮。
2．在定滑轮的左侧挂钩码，右侧竖直向下拉弹簧测力计，使钩码保持平衡。观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）
3．改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。
4．改变钩码的个数，重做上述实验。
5．分析表中的数据，得出的结论是：使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。
实验二、探究使用定滑轮的特点
1.按如图所示方式组装动滑轮。
2．竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡状态，读出弹簧测力计示数，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）
3．改变钩码的个数，重做上述实验。
4．分析表中的数据，得出的结论是：使用动滑轮能省力，但不能改变动力的方向。
【实验注意事项】
（1）在研究定滑轮特点时，要给学生提供重一些的钩码，这样能减小因弹簧测力计的重力和轮与轴间的摩擦而产生的误差。
（2）在研究动滑轮特点时，要指导学生使跨过动滑轮的两段绳竖直且平行，而且仍要给学生提供重一些的钩码进行实验。因为只有当钩码重力大于动滑轮重力时，才能得出使用动滑轮可以省力的结论。
【例题1】如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置
（1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验测力计的操作方法正确的是 。
A.随意拉动钩码
B.拉着钩码保持静止
C.匀速向下拉动钩码
（2）他按图示提起钩码时，分别测得一组数据如下表所示，请你分析：
钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m
甲 0.98 0.2 0.98 0.2
乙 0.98 0.2 1.02 0.2
丙 0.98 0.2 0.55 0.4
①比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 。
②比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是 。
③把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 。
（3）在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得不方便读数，于是把弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计示数会 （变大/变小/不变）。
【答案】（1）C；（2）①能省力；②可以改变用力的方向；③费距离；（3）变小。
【解析】（1）在实验的过程中，为了使测力计的示数稳定，应沿竖直方向匀速拉动测力计，即匀速向下拉动钩码，故C正确；
（2）①在丙中，拉力F＝0.55N＜G＝0.98N，故使用动滑轮时省力；
②在乙中，拉力基本不变，但是向下用力，故使定滑轮可以改变用力的方向；
③乙的距离为0.2m，丙中的距离为0.4，故使用动滑轮费距离；
（2）测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于向上绳子的拉力即钩码重。
（考点1的变式练1）研究定滑轮的特点：
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。
【答案】 (1) 弹簧测力计对绳子末端的拉力 (2)物体的重力 (3) F1=F2=F3 (4)可以改变力的方向
【解析】(1)在研究使用定滑轮是否省力时，我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小；用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。
(2)图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮工作的特点既不省力也不费距，所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，三个力的大小相等，即
F1=F2=F3
(3)虽然既不省力也不费距，但是定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。
（考点1的变式练2）同学们共同研究滑轮的特点。
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 ，他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 杠杆；
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如表。
实验序号 滑轮重力/N 重物重/N 弹簧测力计示数/N
1 1 4 ≈2.5
2 2 4 ≈3.0
3 3 4 ≈3.5
①通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以 ，但不能改变力的方向；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时（不考虑绳重及摩擦），弹簧测力计的示数等于提升总重力的 ；
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择同样物体与 滑轮来进行实验对比（选填“相同”或“不同”）。
【答案】（1）力的方向 等臂（2） 省力 一半 相同
【解析】（1）由图甲得，使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。
定滑轮的动力臂等于阻力臂，相当于一个等臂杠杆。
（2）①由表格中数据得，使用动滑轮可以省力。
由表格中数据得，用动滑轮匀速竖直提起同一重物时（不考虑绳重及摩擦），弹簧测力计的示数等于提升总重力的一半。
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择同样物体与相同的滑轮来进行实验对比，改变拉力的方向。
考点2. 定滑轮和动滑轮及其应用
定滑轮和动滑轮的对比
名称 定滑轮 动滑轮
作用力的关系 物重 G G
拉力大小 F＝G
拉力方向 与物体运动方向相反 与物体运动方向相同
移动距离的关系 物体移动的距离 h h
拉力移动的距离 s＝h s＝2h
特点 不省力但可以改变力的方向 省一半的力，但不能改变力的方向
实质 等臂杠杆 动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆
【例题2】（2025新疆）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
【解析】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。
（考点2的变式练1）如图甲所示用定滑轮沿三种不同的方向拉绳使物体上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则_____（选填“F1最大、F2最大、F3最大或三个力一样大”）。如图乙所示学校旗杆的顶部安装的装置A其实是______滑轮，这是为了改变力的________。
【答案】三个力一样大 定 方向
【解析】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等。
旗杆的顶部的滑轮在使用时，其轴位置固定不动，是一个定滑轮，这是为了改变力的方向。
（考点2的变式练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，弹簧测力计的示数是5N，则物体A所受的摩擦力是 N。若不计滑轮和弹簧测力计的重力以及滑轮与绳之间的摩擦，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
【解析】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。
因为动滑轮可以省一半的力，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。
考点3. 滑轮组及其应用
1. 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。
2. 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；
3. 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）。
4. 滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算
（1）使用滑轮组时（忽略摩擦阻力）：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）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）。
【例题3】（2025江苏苏州）图中，地上人用滑轮组提升重物，画出最省力的绳子绕法；
【答案】如图所示
【解析】以定滑轮挂钩为起点由内向外绕绳，可以使得在绳子自由端拉力朝下的前提下有效绳子段数最多，作图如下：
（考点3的变式练1）如图所示为探究滑轮组作用的实验装置，钩码总重6N。实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为 N，动滑轮重 N，将弹簧测力计向上移动15cm，则钩码上升的高度为 cm。（不计一切摩擦及绳重）
【答案】2.4；1.2；5。
【解析】由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，则测力计的读数为2.4N，即绳端拉力大小为2.4N；
由图可知n＝3，不计绳重和摩擦，则绳端的拉力F＝（G+G动），
所以动滑轮的重力：G动＝3F﹣G＝3×2.4N﹣6N＝1.2N；
由s＝3h可得钩码上升的高度：h＝s＝×15cm＝5cm。
（考点3的变式练2）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（ ）
A．地面对车支持力与车的重力是一对平衡力
B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力
C．越野车脱困需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N
D．越野车脱困需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N
【答案】AC
【解析】A．地面对车支持力与车的重力是作用在同一物体上的两个力，且满足等大、反向、共线等平衡力的条件是一对平衡力，故A正确；
B. 车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力。故B错误；CD．由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力
因为绳重和摩擦必然存在，所以绳索自由端的力F至少为1200N，故C正确，D错误。
故选AC。
考点4. 轮轴与斜面问题
1.轮轴
（1）定义：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴，如下图所示。
（2）作用：可以省力和改变力的方向。
（3）实质：是一个可连续转动的杠杆。
（4）原理：当动力施加在轮上、阻力作用在轴上时，如上图2所示，由杠杆平衡可知，则，由于轮半径R大于轴半径r，所以作用在轮上的力F1小于作用在轴上的力F2,即可以省力；反之当动力施加在轴上、阻力作用在轮上时费力。轮轴边缘的速度关系是。
2.斜面
（1）定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面，如图所示。
（2）特点：可以省力，但费距离。
（3）原理：根据做功公式可知，把如图所示的物体从地面提升到某高度需要做功，从斜面上把物体推到同样的高度做功，不考虑摩擦则有，因为，所以，斜面可以省力，但费距离。
【例题4】（2025四川乐山）如图所示，在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，斜面长、高，则拉力所做的功为______J；把重物直接提升h所做的功作为有用功，忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，则斜面对物体的摩擦力为______N。
【答案】 3.6 1
【解析】拉力所做的功为
重物被提升过程中所做的有用功为
额外功
斜面对物体的摩擦力为
（考点4的变式练1）（2025辽宁）某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图（a）所示。讲解员介绍：辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。
【质疑与验证】
（1）某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证。
（2）该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图（b）所示。
（3）将一组钩码（钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图（c）所示。规定能使圆板顺（逆）时针转动的力为动（阻）力。由图（c）中的信息得到：动力×动力臂____阻力×阻力臂。
（4）多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据。
（5）处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件。
（6）实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线____（填“垂直”或“平行”）；目的是便于测量____。
【反思】
（7）古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以____力。
（8）制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变____，可以达到更省力的目的。（不计机械自重和轴的摩擦）
【发现与探索】
（9）该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。多次实验，数据表格如下：
数据序号 动力 动力臂 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 0.5 0.4 1.5 0.2 2.5 0.2
2 0.5 0.4 1.0 0.3 2.5 0.2
3 1.0 0.3 1.0 0.2 2.5 0.2
分析表中数据，得出结论：=____。（用表中字母表示）
【答案】 （3） = （6） 垂直 力臂 （7） 省 （8） 小 （9）
【解析】（3）由图（c）中的信息得到：MN左边动力与动力臂的乘积为
MN右边阻力与阻力臂的乘积为
则
（6）为了使力臂落在杠杆上，便于力臂的测量，MN应与悬挂钩码的细线垂直。
（7）古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以通过轮轴省力。
（8）由得
不计机械自重和轴的摩擦时，制造辘轳时，小轮和大轮半径之比为阻力臂与动力臂之比，则把小轮和大轮半径之比变小，可以达到更省力的目的。
（9）分析表中数据可得0.5N×0.4m+1.5N×0.2m=2.5N×0.2m，0.5N×0.4m+1.0N×0.3m=2.5N×0.2m，1.0N×0.3m+1.0N×0.2m=2.5N×0.2m
故，可得出结论
（考点4的变式练2）工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的大小不变的恒力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面可以省力，也可以省距离
B．因为还要克服摩擦，使用斜面不能省力
C．工人匀速推动重物的速度越大，推力做功越多
D．工人匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大
【答案】D
【解析】AB．使用斜面可以省力，费距离，故AB错误；
C．由W=Fs可知，推力做的功与物体在推力方向上移动的距离有关，与物体的速度无关，故C错误；
D．由
可知，推力的功率与物体的移动速度有关，在推力一定时，速度越大，推力的功率越大，故D正确。故选D。
1．关于滑轮，下列说法中正确的是（ ）
A．使用动滑轮一定可以改变力的方向
B．使用定滑轮一定可以省力
C．定滑轮实质上是一种等臂杠杆
D．动滑轮实质上是一种费力杠杆
【答案】C
【解析】AD．动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮省力但不能改变力的方向，故AD错误；
BC．定滑轮的本质是等臂杠杆，使用时既不省力也不费力，优点是可以改变力的方向，故B错误，C正确。故选C。
2. 如图所示的各种工具，正常使用时省力的是（ ）
A. 定滑轮 B. 动滑轮 C 筷子 D. 船桨
【答案】B
【解析】A．定滑轮的实质是等臂杠杆，使用时既不省力，也不省距离，故A不符合题意；
B．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，若不计轮重和摩擦，可以省一半的力，故B符合题意；
C．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；
D．船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
3．用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最费力的是（ ）
A．B． C．D．
【答案】C
【解析】A．忽略机械自重和摩擦，则根据杠杆平衡条件可得
得
B. 由图可知，滑轮为定滑轮，不能省力，则拉力等于物重，即
C．由图可知，图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，此时费一倍的力，则
D．由图可知，绕在动滑轮上的绳子有2股，则
由上可知，最费力的是C。故选C。
4. 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=60N、G2=36N，则每个滑轮的重为（ ）
A．12N B．3N C．11N D．22N
【答案】A
【解析】由图可知，甲滑轮组的有效绳子段数为3，乙滑轮组的有效绳子段数为2，不计绳重和轮、轴间摩擦，甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等，根据则有
解得，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
5．如图所示，用滑轮组5s内把重20N的物体匀速竖直提升1m，已知每个滑轮重4N，不计绳重与摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F大小为14N
B．绳子移动距离为3m
C．拉力F大小为12N
D．绳子移动速度为0.2m/s
【答案】C
【解析】AC．由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，不计绳重与摩擦，拉力F大小为
故A错误，C正确；
B．绳子移动距离为
故B错误；
D．绳子移动速度为
故D错误。故选C。
6.如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】AC．在AC两图中，钩码挂在拉环上（即左边测力计倒置使用），因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，故AC项不符合题意；
B．在B图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，故B项不符合题意；
D．在D图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小，设两测力计的重力均为G，由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子，则绳子的拉力为
左边测力计的示数为
手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数（即测力计受到向下的拉力）为
所以
能得出正确结论，故D项符合题意。故选D。
7. 如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A. 较大 B. 较大
C. 较大 D. 、、的大小相等
【答案】D
【解析】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，所以忽略绳子与滑轮的摩擦，匀速向上拉物体时，无论向哪个方向拉动绳子，施加在绳子上的拉力都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故ABC错误，D正确。故选D。
8. 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. B. C. D.
【答案】A
【解析】A．不计滑轮重、绳重和摩擦，承重绳子的段数n=3，则拉力
B．不计滑轮重、绳重和摩擦，承重绳子段数n=2，则拉力
C．定滑轮相当于等臂杠杆，不计滑轮重、绳重和摩擦，则拉力
D．动滑轮相当于省力杠杆，不计滑轮重、绳重和摩擦，则拉力
综上，四种装置匀速提升同一重物，则最省力的是A中的装置。故选A。
9．如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动．运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算结果中正确的是
A．人对地面的压力为400N
B．绳子自由端受到的拉力大小是100N
C．人对地面的压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.06m/s
【答案】A
【解析】由图知，n=2，所以拉力
；
所以人对地面的压力
；
绳子自由端运动速度
；
【点睛】本题中有用功应该是克服摩擦力做功，即拉力F满足
．
10. 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。图中的扁担做得较宽，主要是为了增大受力面积，________（选填“增大”或“减小”）压强。
【答案】 方向 减小
【解析】定滑轮实质是一个等臂杠杆，所以不省力，也不距离，但可以改变用力方向。
把扁担做得较大是增大受力面积，在压力一定时可以减小扁担对人肩膀的压强，压力的作用效果就不明显，这样人肩膀就不会感到疼。
11．如图所示，物体A和B所受重力都为40牛，其中 图为定滑轮（选填“（a）”或“（b）”），作用是 。若不考虑滑轮重力和绳子的摩擦，当竖直用力分别匀速提起物体A和B时，力FA大小为 牛
【答案】 （b） 改变力的方向 20
【解析】使用过程中，滑轮轴固定不动的滑轮叫定滑轮。使用过程中，滑轮轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，故B图中的滑轮轴固定不动，是定滑轮。
定滑轮在使用过程中，总是绕着固定点转动，也就是说定滑轮是个形状特殊的杠杆，其动力臂和阻力臂始终等于滑轮的半径，大小不变。故使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。
由图知，用于提升物体A的滑轮为动滑轮，直接作用在动滑轮上承担拉力的绳子段数为2。因不计滑轮重及摩擦，所以拉力的大小为
12．如图所示，滑轮______可以看作省力杠杆（选填“A”或“B”）；若甲、乙两物体受到的重力均为15牛且处于静止状态，不计摩擦和滑轮重力，力F1的大小为______牛；当物体乙上升时，它的重力势能_____（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】 B 15 增大
【解析】A是定滑轮，B是动滑轮，A是等臂杠杆，B是省力杠杆。
拉力F用绳子拉物体，绳子各个地方拉力相灯，对物体A受力分析，A受到了重力，和拉力，拉力与物体的重力处于平衡力，故拉力为15N。
当物体乙上升时，高度升高，它的重力势能变大。
13．如图所示，物体A以2厘米/秒的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3牛，水平拉力F＝ 牛，物体A受到的摩擦力f＝ 牛，2秒内拉力F走过的距离 米。（不计轮、绳重、摩擦）
【答案】3；6；0.08。
【解析】（1）水平拉力F与弹簧测力计的示数相等，则拉力F＝3N；
（2）动滑轮省一半力，拉力F是摩擦力的一半，
摩擦力f＝2F＝2×3N＝6N；
（3）由v=s/t得物体A移动的距离：
sA＝vt＝2cm/s×2s＝4cm，
绳子自由端移动的距离：
s＝2sA＝2×4cm＝8cm＝0.08。
14．如图所示，用滑轮组匀速提升物体A时，弹簧测力计的示数为 N，当物体升高1m时，绳子自由端移动 m。
【答案】 5.4 3
【解析】由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，因此示数为5.4N。
由图可知，动滑轮上绳子的根数n=3，因此绳子自由端移动的距离
s=nh=3×1m=3m
15.如图所示，当工人师傅用100N的拉力向下拉绳时，使重180N的重物匀速上升1m，不计绳重及摩擦，此滑轮组中的动滑轮重为 N，绳子自由端下降 m。
【答案】20 2
【解析】由图得
不计绳重及摩擦，由
得，此滑轮组中的动滑轮重为
绳子自由端下降
16.图甲盘山公路修得弯弯曲曲，其主要目的是 （选填“省力”或“省距离”），图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力，螺丝刀相当于一个 （选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”）。
【答案】 省力 粗 轮轴
【解析】盘山公路相当于斜面，汽车沿着盘山公路驶上高耸入云的山峰时，虽然费了距离但是主要是省了力。
螺丝刀相当于一个轮轴，螺丝刀在旋转螺纹钉时，其手柄相当于轮，而螺纹钉部分则相当于轴。这种结构使得我们在旋转手柄时，能够带动螺纹钉一起旋转，从而将其旋进木板中，其实质是省力杠杆，轴半径是阻力臂，轮半径是动力臂，轴半径一定时，轮半径越大越省力，即手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。
17．在图中标出滑轮的支点O，画出动力F1的动力臂l1
【答案】如图所示
【解析】定滑轮的相当于等臂杠杆，支点为图中O的位置，动力臂为支点到动力F1
的距离l1
18．将下图中的滑轮组装为最省力的情形。
【答案】如图所示
【解析】两个定滑轮，两个动滑轮，动滑轮绕5股绳最省力，绕绳的起点在动滑轮上。
19．用滑轮组提升重600N的物体，假设绳重和摩擦均不计，动滑轮重30N，在图中画出最省力的绳子绕法，并标出拉力F 大小。
【答案】如图所示
【解析】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，这就是最省力的绕法，拉力大小为
如图所示：
20. 如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力滑轮组。
【答案】如图所示。
【解析】要使滑轮组最省力，则动滑轮上缠绕的绳子数应最多，由图中可知，滑轮组中有一个动滑轮，则动滑轮上最多可缠绕三股绳子，如图所示。
21. 小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑______；
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向___拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 ______（选填“A”、“ B”或“C”）点。
实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N
1 1.0 0.7
2 1.5 1.0
3 2.0 1.3
【答案】 （1）滑轮的自重 （2）匀速 A
【解析】（1）“使用动滑轮能省一半力”是在理想情况下得出的结论，而实际情况中动滑轮的重力和摩擦是客观存在的。由表中数据知道，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大，其主要原因是没有考虑滑轮的自重。
（2）使用动滑轮时，只有匀速竖直向上拉，拉力的力臂才等于滑轮的直径，使得弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力的大小。此时动滑轮的实质是动力臂等于阻力臂2倍的省力杠杆，支点是A点。
22. 研究定滑轮的特点：
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。
【答案】（1） 弹簧测力计对绳子末端的拉力 物体的重力 （2） F1=F2=F3 （3）可以改变力的方向
【解析】(1)在研究使用定滑轮是否省力时，我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小；用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。
(2)图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮工作的特点既不省力也不费距，所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，三个力的大小相等，即
F1=F2=F3
(3)虽然既不省力也不费距，但是定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。
23．如图所示，物体重180N，动滑轮重30N，用时2s将物体提升了2m。求：
（1）拉力F的大小；
（2）绳子自由端移动的距离；
（3）绳子自由端移动的速度。
【答案】（1）70N；（2）6m；（3）3m/s
【解析】（1）由图可知，绳子承重段数n＝3，拉力F的大小为
（2）绳子自由端移动的距离
（3）绳子自由端移动的速度为
答：（1）拉力F为70N；
（2）绳子自由端移动的距离为6m；
（3）绳子自由端移动的速度为2m/s。
24．如图所示，重为620N的工人利用如图滑轮组将重为580N的建筑材料运送到二楼，已知动滑轮重20N，工人匀速拉绳子，使建筑材料在30s内匀速提升了3m，g取10N/kg（绳重、滑轮与轴的摩擦均忽略不计）。求：
（1）工人向下拉绳的作用力；
（2）运送材料时工人做功的功率；
（3）若工人双脚与地面的总接触面积为0.03m2，则在提升建筑材料的过程中，工人对地面的压强。
【答案】（1）工人向下拉绳的作用力为200N；
（2）运送材料时工人做功的功率为60W；
（3）工人对地面的压强为1.4×104Pa。
【解析】（1）由图知，n＝3，绳重、滑轮与轴的摩擦均忽略不计，拉力：
F＝（G+G动）＝×（580N+20N）＝200N；
（2）拉力端移动的距离：s＝nh＝3×3m＝9m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝200N×9m＝1800J，
拉力做功的功率：P＝＝＝60W；
（3）工人对地面的压力：
F压＝G人﹣F＝620N﹣200N＝420N，
受力面积S＝0.03m2，
工人对地面的压强：
p＝＝＝1.4×104Pa。
答：（1）工人向下拉绳的作用力为200N；
（2）运送材料时工人做功的功率为60W；
（3）工人对地面的压强为1.4×104Pa。
25. 如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求：
（1）杠铃片在0.5s内上升0.2m，杠铃片的速度；
（2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小；
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。
【答案】（1）0.4m/s；（2）125N；（3）45J
【解析】（1）杠铃片上升的速度
（2）由图可知，动滑轮由两段绳子承担，即n=2,当动滑轮下挂两个杠铃片，不计绳重和摩擦，握杆对绳子的拉力
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力所做的功
答：（1）杠铃片的速度为0.4m/s；
（2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小为125N；
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力做的功为45J。
26．阅读以下材料，回答问题。
轮轴和斜面
轻轻转动门把手，就可以把门锁打开；司机用不大的力转动方向盘，在轴上就能产生较大的力使汽车转弯。门把手、方向盘等属于又一类简单机械——轮轴。轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴，如图所示，是一些轮轴的实例。
汽车沿着盘山公路，可以驶上高耸入云的山峰。上山的公路为什么修得弯弯曲曲如盘龙，而不是从山下直通山顶？
找一张直角三角形的纸，按照如图所示那样，可以模拟一个盘山公路的形状。可以想象若将盘山公路取直，就相当于将这张纸展开，汽车是沿它的斜边（斜面）爬到山峰的。汽车沿这个边爬到山峰，比起直通山顶的路，走的路程要长的多。
斜面也是一种简单机械，在生活和生产中随处可见。
根据以上材料回答下列问题：
（1）方向盘属于轮轴，我们也可以把它看成杠杆。如图所示，将方向盘轴中心看作支点O，其轴上所受的阻力为F2，请画出施加在A点的动力F1的示意图 ，并画出其力臂L1。进一步分析可知，方向盘本质上是一个 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（2）下列生活中的物品，属于杠杆的是 ，属于轮轴的是 ，属于斜面的是 。（选填序号）
A．托盘天平 B．扳手. C． 螺丝钉
【答案】 省力 A B C
【解析】（1）[1]由图知道，动力F1与阻力F2使杠杆的转动效果相反，则F1的方向为竖直向下，从支点向F1的作用线作垂线，垂线段即为动力臂L1，如下图
[2]方向盘本质上是一个轮轴，动力作用在轮上，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
（2）[3][4] A．托盘天平实质是动力臂等于阻力臂的等臂杠杆；
B．扳手由一个大轮和轴组成，将力作用在轮上，是轮轴，省力费距离；
C．螺丝钉属于斜面，省力费距离。
核心素养学习目标
知识解读易错警示示
l1
l2
F2
F1
F1
l1
F2
l2
注意！
考点例题精讲确确考向
课节重点难点精练达标培优
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