(共16张PPT)
第十一章 简单机械
第二节 滑轮及其应用
定滑轮
1. （2024 天津）高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向
下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一
个滑轮，关于该滑轮的说法中正确的是（ D ）
A. 它是动滑轮 B. 它能省力
C. 它能省距离 D. 它能改变力的方向
D
2. （2025 上海）如图所示，用不同方向的拉力F1、F2、
F3匀速拉动重为G的物体时，下列说法中正确的是
（ A ）
A. F1＝F2＝F3
B. F2＞G
C. F1和F2是一对平衡力
D. F2和G是一对平衡力
A
动滑轮
3. （2025 新疆）小明用一个动滑轮将重为2 N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 ）
A. 1.0 N B. 1.2 N
C. 1.4 N D. 1.6 N
A
4. （2025 湖南期末）如图所示，动滑轮重为2 N，拉力F
为6 N，整个装置处于静止状态，则重物G所受重力和弹
簧测力计的示数分别为（不计绳重和摩擦）（ C ）
A. 4 N 5 N
B. 9 N 10 N
C. 10 N 6 N
D. 9 N 5 N
C
5. （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。下列说法中正确
的是（ C ）
A. 重力做功为Gs
B. 拉力做功为Fs
C. 摩擦力做功为fs
D. 使用此滑轮既省力又省功
C
滑轮组
6. 分别使用下列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 ）
A B C D
A
7. （2024 龙岩模拟）如图所示，在水平地面上放一个重
为800 N的物体，一个人利用滑轮组拉动物体匀速运动
时，物体与地面间的摩擦力为160 N，不计滑轮重、绳重
及绳与滑轮间的摩擦，下列说法中正确的是（ C ）
A. A是动滑轮
B. 若物体移动10 cm，则绳子自由端移动了30 cm
C. 拉力F大小为80 N
D. 增大拉力F时，物体与地面之间的摩擦力也会增大
C
8. 如图所示，使用滑轮组提升重为400 N的物体，每个
滑轮重为10 N，不计绳重和摩擦，将物体匀速提升0.5m，绳子自由端移动的距离为 m，拉力F大小为 N。
1
205
9. （2024 凉山州）质量为75 kg的建筑工人，想利用如
图甲所示的装置将水池底的长方体石料拉出水面。石料
的质量为200 kg，体积为0.08 m3，每个动滑轮的质量均
为6 kg，石料上表面到水面的距离为1 m，不考虑绳重、
滑轮的摩擦和水的阻力。
（1）求石料浸没在水中受到的浮力。
解：（1）石料浸没水中受到浮力F浮＝ρ水gV排＝
1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m3＝800 N。
（2）工人利用甲图匀速拉动过程中，石料上表面到达水
面时，求工人的拉力所做的功。
解：（2）石料受到的重力G＝mg＝200 kg×10 N/kg＝
2 000 N，动滑轮受到的重力G动＝m动g＝6 kg×10 N/kg＝
60 N，由图甲可知，n＝2，不考虑绳重、滑轮的摩擦和水的阻力，则工人的拉力F＝＝（2 000 N＋60 N－800 N）＝630 N，拉力做功W＝Fs＝Fnh＝630 N×
2×1 m＝1 260 J。
（3）工人继续利用图甲装置拉动石料，石料总体积露出
水面时，因滑轮组上的绳子承受的拉力达到最大而断
裂，工地上没有其他型号的绳子替代，工人设计了如图
乙所示的滑轮组，利用原型号绳子欲将石料全部拉出水
面，请通过计算，判断该做法能否成功？
解：（3）石块体积露出水面后受到的浮力F浮′＝
ρ水gV排′＝ρ水g（1－）V排＝F浮＝×800 N＝
700 N，故图甲中绳子所能承受的最大拉力F′＝（G＋G动－F浮′）＝（2 000 N＋60 N－700 N）＝680N ，由图乙可知，n′＝3，则滑轮组将石料全部拉出水面绳子的拉力F拉＝（G＋G动）＝（2 000 N＋
60 N）≈686.7 N＞680 N，滑轮组将石料全部拉出水面时绳子会断裂，不能成功。
10. （2024 芜湖模拟）如图所示的装置，用水平拉力F使
重为100 N物体A以0.6 m/s的速度在水平地面上匀速前
进。物体A受到滑动摩擦力的大小为60 N，不计滑轮重、
轴摩擦及绳重，则拉力F的大小为 N。
90 (共14张PPT)
第十一章 简单机械
第一节 探究：杠杆的平衡条件
认识杠杆
1. （2025 山东）小明使用筷子夹菜时，发现可将筷子视
为杠杆。他用学过的杠杆知识对其中一根筷子做了分
析，如图所示。下列选项中错误的是（ D ）
A. F1为动力
B. L1为动力臂
C. F2为阻力
D. L2为阻力臂
D
2. （2025 河南）如图所示，在植树活动中，两位同学用
竹竿抬水。水桶挂在水平竹竿的P处，与前、后同学的距
离分别为PM、PN，水桶对竹竿的作用力为F，其中PM、
PN及F的大小均已知，竹竿受到的重力忽略不计。若要分
析前面同学抬水的力F1的大小，下列杠杆示意图中正确
的是（ A ）
A
A B C D
杠杆作图
3. （2024 成都）如图甲所示，小孟书桌上的折叠式台灯
由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示，灯头OAB可视
做绕O点转动的杠杆，A点是灯头的重心，小孟用拉力F
将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出：
（1）灯头受到的重力G的示意图。
（2）拉力F的力臂L。
探究杠杆的平衡条件
4. （2025 北京）如图所示，园艺工人在修剪枝条。关于
园艺剪的使用，下列说法中正确的是（ C ）
A. 园艺剪对枝条的压力是阻力
B. 园艺剪是费力杠杆
C. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省力
D. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻
力臂
C
5. （2024 哈尔滨）杆秤在我国有几千年的历史，如今中
药房仍在使用。如图所示，已测得药材质量是120 g，其
中OB＝3OA，若不计杆秤自重，则秤砣的质量约
为 g，接下来要测30 g的人参片，需要将秤砣向B
点的 （选填“左”或“右”）侧移动。
40
右
杠杆类型判断
6. （2025 长沙）下列物体使用中属于费力杠杆的是
（ C ）
A. 钢丝钳 B. 独轮车
C. 船桨 D. 托盘天平
C
7. （2025 北京）图甲所示的载货汽车，其前面为“单轴－单轮”（一根轴上有2个车轮），后面为“单轴－双轮”（一根轴上有4个车轮），如图乙所示。装货后该货车总质量为16 t，每个轮胎与地面的接触面积约为400 cm2。实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等，常偏向车的后半部，为简化研究问题，假设整体重心C到前、后轴的距离相等；水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等，等效作用在A点；水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等，等效作用在B点；因此，货车可看成水平杠杆，如图丙所示，AB距离等于前、后车轴间的距离，C在AB中点。g取10 N/kg。
（1）求货车在B点所受的总支持力。
解：（1）货车受到的重力G＝mg＝16×103 kg×
10 N/kg＝1.6×105 N，以A点为支点，前轴支持力为F1，后轴支持力为F2，根据杠杆平衡条件可得，F2LAB＝GLAC，
C是AB中点，故F1＝F2＝G＝＝8×104 N。
（2）为了保护路面，需要限定车辆对路面的压强大小。
只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限定值，即
视为车辆超限。若某水平路面能承受的最大压强为
7.0×105 Pa，请通过计算判断该货车是否超限。
解：（2）前轴的每个轮子对地的压强p前＝＝
＝1.0×106 Pa＞7.0×105 Pa，该货车
超限。
8. （2023 广东）明代宋应星在《天工开物》中记载的农
业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。图甲是一种辘
轳，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。
（1）辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按
照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计
的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点
是 （选填“A”“B”或“C”）。
（2）设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力
为90 N。使周长为3 m的大轮转动一圈，水桶匀速上
升，井绳对水桶做功 J；若要使辘轳静止在图乙所
示位置，作用在C点的力应为 N。（不计井绳的粗
细和自重）
省力
B
90
30
（3）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”）。
① (共14张PPT)
第十一章 简单机械
实践 制作“龙骨水车”模型
1. （2025 苏州）如图所示，“龙骨水车”是我国古代主
要的提水设施之一。水车一端浸入水中，另一端固定于
岸上。使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转
动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上
行，倾灌于地势较高的田中。下列说法中正确的是
（ D ）
A. 长柄摇杆越长，踩动时越费力
B. 踩得越快，提水做功越多
C. 提水过程中，随板片上行的水重力势能
减小
D. 减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大
D
2. 2024年6月，江西暴雨积水，村民使用龙骨水车紧急排水，如图甲所示。龙骨水车是一种利用风力或人力、畜力等动力驱动，将水从低处提升到高处的古老灌溉工具。其构造如图乙所示，主要由水槽、大轮、刮水板等组成，形似龙骨，因此得名。下列相关物理知识描述中
不正确的是（ B ）
B
A. 当刮水板在水槽中运动时，刮水板
与水之间的相互作用力使得水被提升
B. 当水车受到外力驱动刮水上行时，
水的重力势能转化为动能
C. 停止摇动拐木时，刮水板不能马上
停下来，说明其具有惯性
D. 刮水板的面积越大，水车旋转一周
提升的水越多
3. 如图甲所示为《天工开物》中描述的龙骨水车，它由
水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成，其中脚踏部
分的结构如图乙所示。水车安放在河边，下端水槽和刮
板直伸水中，另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上，用
时踩动脚踏部分使木齿轮转动，通过木链带动槽内板叶
刮水上行，倾灌于地势较高的田地。
（1）水车刮水上行时水的 能增大。刮板面积
越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水做功
越 ，当工人踩动脚踏的速度变大时，提升水的功
率会变 。
（2）若工人踩动龙骨水车旋转一周可将30 kg的水提升
到4 m高的田中，所用时间为60 s，工人做功的总功率为
50 W，则该过程中工人做的总功为 J，机械效
率为 。
重力势
多
大
3 000
40％
4. 龙骨水车是一种古代用于农田灌溉的水车工具，它由
固定整台水车的木架、操作者脚下的大轮和踏板、连接
水槽和水源的木质水槽、安装在水槽另一端的小轮以及
连接大轮和小轮的木制链条组成，下链轮和车身一部分
没入水中，操作者通过踩踏踏板驱动链轮，叶板就沿水
槽刮水上升，到水槽上端将水送出，使水车能够从水源
抽水灌溉田地。
（1）龙骨水车中的河水是由刮板从低处匀速带向高处
的，在此过程中，相邻刮板间河水的动能 ，机
械能 。（均选填“增大”“减小”或“不
变”）
不变
增大
（2）龙骨水车的脚踏部分相当于简单机械中的
（选填“滑轮”“斜面”或“轮轴”）。
（3）龙骨水车提水的原理与生活中活塞式抽水机的工作
原理 （选填“相同”或“不同”）。
轮
轴
不同
（4）下列因素中，与龙骨水车提升水的功率无关的
是 （填字母）。
A. 刮板的面积
B. 踩动脚踏部分的速度
C. 田地的面积
C
（5）劳动课上，小明踩动龙骨水车旋转一周可将约
20 L水提升到离水源3 m高的田地中，所用时间为
60 s，小明做功的总功率为40 W，则该过程中做的总功为 J，机械效率为 （g取10 N/kg）。
2400
25％
5. （2025 陕西模拟）如图所示是《天工开物》中记载的
一种农业生产机械——“龙骨水车”。龙骨水车因其形
如龙骨而得名，是我国历史上的主要灌溉农具。使用
时，水车通过脚踏驱动木齿轮，带动木链与刮水板将水
从3 m深的井中匀速提升至高处，实现灌溉或排水。已知
每块刮板每次可提升水量m＝5 kg，木链共有20块刮板，
水车旋转一周所有刮板均完成一次提水。
（g取10 N/kg）求：
（1）脚踏板的踏面做得很宽大，
是为了减小踏板对脚的 。
压强
（2）水车旋转一周提升水做的有用功是多少？
解：（2）水车旋转一周提水的总
质量m＝20×5 kg＝100 kg，水车
旋转一周对水做的有用功W有＝
Gh＝mgh＝100 kg×10 N/kg×
3 m＝3 000 J。
（3）上述灌溉过程中，龙骨水车的机械效率若为50％，
则操作者做的总功是多少？
解：（3）由η＝×100％可得，操作者做的总功W总＝＝＝
6 000 J。(共15张PPT)
第十一章 简单机械
第三节 机械效率
有用功、总功和额外功
1. （2025 东莞模拟）用如图甲所示的滑轮组提升重为
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，则反映绳子自
由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮
重为 N，3 s内对物体做的有用功为 J。
A
40
300
2. 如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支
架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量
为10 kg的水缓慢上升了4 m，水桶的质量为1 kg，在这
一过程中，人做的总功为500 J。求此次取水的过程中：
（g取10 N/kg）
（1）所取水受到的重力为多少？
解：（1）水受到的重力G＝mg＝10 kg×10 N/kg＝100 N。
（2）人做的有用功为多少？
解：（2）有用功W有＝Gh＝100 N×4m＝400 J。
（3）人所做的额外功为多少？
解：（3）额外功W额外＝W总－W有＝500 J－400 J＝100 J。
机械效率
3. （2024 大庆）如图所示，在75 N的拉力F作用下，用
滑轮组将重为100 N的货物匀速提升，10 s内竖直上升了
2 m。下列说法中正确的是（ B ）
A. 滑轮组做的有用功为150 J
B. 拉力F的功率为30 W
C. 滑轮组的机械效率为75％
D. 提升货物越轻，滑轮组机械效率越大
B
机械效率的测量
4. （2025 广安）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的
机械效率。根据所学知识回答下列问题。
实验 次数 钩码 所受重力G/N 钩码上升的高度h/cm 绳子 自由端的 拉力F/N 绳子自 由端移动 的距离s/cm 机械
效率η
1 1 3 0.5 ① 66.7％
2 3 5 1.4 15 71.4％
3 6 9 2.5 27 ②
（1）实验时应竖直向上 （选填“匀速”或“变
速”）拉动弹簧测力计。
（2）她正确进行了3次实验，数据记录在表格中，则①
为 ，②为 。
（3）她将装置改接为图乙装置，提升相同钩码，与图甲
装置相比，图乙装置将更 （选填“省力”
或“费力”）。
匀速
9
80％
费力
提高机械效率的方法
5. （2025 扬州）如图所示，工人用动滑轮提升重物，下
列说法中正确的是（ D ）
A. 重物与人手移动的速度相等
B. 重物与人手移动的距离相等
C. 克服动滑轮所受重力做的功是有用功
D. 增加重物，动滑轮的机械效率变大
D
6. （2024 呼伦贝尔改编）如图所示，固定的斜面长s＝
2 m，高h＝0.5 m，用50 N的力在4 s内将一个重为60 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，此过程中（ B ）
A. 对物体做的有用功为120 J
B. 物体受到的摩擦力为35 N
C. 拉力做功的功率为20 W
D. 斜面的机械效率为70％
B
7. （2023 达州）某校科技小组设计了如图所示的装置来
探究浮力和机械效率的相关问题，B是放置在水平桌面上
的盛水玻璃杯，受到的总重力为30 N，与桌面的接触面
积为25 cm2，物体A重为50 N，体积为1.25×10－3 m3，
当物体A浸没在水中匀速上升时，该装置的机械效率为
75％，则物体完全被拉出水面后（物体不吸水、不沾
水），容器B对水平桌面的压强变化了 Pa，该
装置的机械效率变为 。（不计绳重、摩擦和水
的阻力，g取10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3）
5 000
80％
8. （2024 呼和浩特）如图所示，OA长20 cm，OB长120
cm，小明竖直下压B端，重物被竖直匀速顶起10 cm，已
知重物质量为270 kg，g取10 N/kg。求：
（1）若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加的力的
大小。
解：（1）力臂之比即OB与OA之
比，由杠杆平衡条件可得，在B端
施力F＝mg＝270 kg×
10 N/kg×＝450 N。
（2）若实际使用600 N的力，则这个过程的机械效率。
解：（2）杠杆克服重力做的功为有用功，则W有用＝mgh＝270 kg×10 N/kg×10×
10－2 m＝270 J，由数学知识可知向下移动的距离s＝6h＝6×10×10－2 m＝0.6 m，则B端施加的力F′做的总功W总＝F′s＝600 N×0.6 m＝360 J，则杠杆的机械效率η＝×100％＝×100％＝75％。(共15张PPT)
第十一章 简单机械
专题六 机械的机械效率计算
1. （2024 泰安）如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3×103 kg，牵引力F1为4 000 N，对绳子的拉力F2为2 500 N，物体所受的重力为6 000 N，物体匀速上升的速度始终为0.5 m/s，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取
10 N/kg。下列说法中（ B ）
B
①滑轮组的机械效率为80％
②汽车受到的摩擦力为150 N
③汽车牵引力在4 s内做的功为8×103 J
④汽车牵引力的功率为6 000 W
A. 只有①正确 B. 只有①④正确
C. 只有①②正确 D. 只有③④正确
2. （2024 西宁）如图所示，虚线框内是由两个滑轮安装
成的滑轮组，利用该滑轮组拉动重为960 N的物体M在水
平面上做匀速直线运动。物体所受的摩擦力是物重的
，绳子自由端的水平拉力为40 N，物体M移动的距离
为4 m（不计绳重和滑轮重）。则（ D ）
A. 物体M所受的拉力为960 N
B. 滑轮组拉动物体M做的有用功是160 J
C. 绳子自由端移动的距离是8 m
D. 滑轮组的机械效率是80％
D
3. （2025 遂宁）我国很早就有使用滑轮的记载，如图甲
所示的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场
景。借助如图乙所示的装置（篮子质量不计），质量为
60 kg的采矿工人用400 N的拉力将70 kg的矿石从矿坑匀
速提起，10 s内矿石上升了2 m。（忽略绳重及滑轮的摩
擦，g取10 N/kg）求：
（1）绳子自由端移动的速度。
解：（1）由图乙可知，绳子段数n＝2，绳子自由端移动
的距离s＝nh＝2×2 m＝4 m，绳子自由端移动的速度v＝
＝＝0.4 m/s。
（2）此滑轮组的机械效率。
解：（2）矿石受到的重力G＝mg＝70 kg×10 N/kg＝
700 N，机械效率η＝×100％＝×100％＝×
100％＝×100％＝87.5％。
（3）若工作时矿工双脚与地面接触面积为400 cm2，他
对水平地面的压强大小。
解：（3）工人受到的重力G人＝m人g＝60 kg×10 N/kg＝600 N，F′＝F＝400 N，他对水平地面的压力F压＝
G人－F′＝600 N－400 N＝200 N，他对水平地面的压强
p＝＝＝5 000 Pa。
4. 塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，它的主要结构包括
塔身、动臂和底座等，其物理模型如图所示，在竖直向
下拉力F的作用下，使杠杆从水平位置将一个物体缓慢匀
速提升。下表是某次提升物体时采集到的信息。求：
物重
G/N OA/m OB/m A端上升 的高度/m B端下降的竖
直距离/m
40 0.8 0.4 0.4 0.2
（1）不计杠杆自重和摩擦，杠杆处于水平静止时，拉力
F的大小。
解：（1）由杠杆平衡条件可得，F OB＝G OA，则拉力
F＝G＝40 N×＝80 N。
（2）实际提升所用的拉力F′为100 N，拉力F′做的
总功。
解：（2）由表可得，s＝0.2 m，则拉力F′做的总功
W总＝F′s＝100 N×0.2 m＝20 J。
（3）实际拉力F′为100 N时，杠杆的机械效率η。
解：（3）有用功W有用＝Gh＝40 N×0.4 m＝16 J，杠杆
的机械效率η＝×100％＝×100％＝80％。
5. （2023 荆州）工人利用长度s＝3 m的斜面把质量为
240 kg的重物匀速推到h＝1 m高处，如图所示，工人所
用推力F＝1 000 N。g取10 N/kg。求：
（1）推力做的有用功。
解：（1）推力的有用功W有用1＝
G1h＝m1gh＝240 kg×10 N/kg×
1 m＝2 400 J。
（2）斜面的机械效率。
解：（2）总功W总1＝F1s1＝1 000 N×3 m＝3 000 J，机械效率η＝×100％＝×100％＝80％。
解：（3）原先的额外功W额1＝W总1－W有用1＝3 000 J
－2 400 J＝600 J，原先的摩擦力f1＝＝＝200 N。重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，即f2＝f1＝×200 N＝240 N；有用功W有用2＝G2h＝m2gh＝
300 kg×10 N/kg×1 m＝3 000 J；
（3）工人将另一个质量为300 kg的重物匀速推到同一高
度，为了省力，换用另一个长度为5 m的斜面，此时重物
与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，共用时
20 s，工人推力做功的功率。
额外功W额2＝f2s2＝240 N×5 m＝1 200 J，则总功W总2＝
W有用2＋W额2＝3 000 J＋1 200 J＝4 200 J，推力做功的
功率P＝＝＝210 W。
