北师大版（2024）八年级下册（2024）滑轮精品巩固练习

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02
思维导图
03
知识梳理
认识滑轮。
滑轮的定义：滑轮是一种简单机械，通常由绳索或者链条绕过具有转动轴的圆轮构成，圆轮的边缘有凹槽，用于绕绳子以改变力的方向或省力。
滑轮的分类：
定滑轮（固定滑轮）：使用时，轴固定不动的滑轮，如旗杆顶部的滑轮；
动滑轮（移动滑轮）：使用时，轴随着物体一起移动的滑轮，如起重机的滑轮；
滑轮组：把定滑轮和动滑轮组合在一起使用，同时具有定滑轮和动滑轮的优点和缺点。
定滑轮与动滑轮的工作特点。
定滑轮的作用：定滑轮在使用时不能省力，定滑轮的核心作用是可以改变力的方向。比如升旗时向下拉绳子可以使物体上升，向左拉绳时可以使物体右移。
定滑轮工作的实质：定滑轮实质是一个等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，所以动力也等于阻力，定滑轮既不省力也不费力，既不省距离也不费距离。通过固定轴和绳子的配合，可以将作用力的方向转换为需要的方向，比如升国旗时，旗杆顶部就是一个定滑轮，人站立在地面即可通过向下拉绳将国旗升到旗杆顶部。
动滑轮的作用：动滑轮在使用时能够省力，但不能改变力的方向，而且在省力的同时会费更多的距离。其核心作用是让使用者可以用较小的力提升较重的物体。比如工地上的起重机就是一个动滑轮，虽然不能改变力的方向，但可以通过更小力，拉动更长距离的方式来提升重物。
动滑轮工作的实质：动滑轮本质上是一种省力杠杆装置。从杠杆原理来看，动滑轮的支点位于滑轮边缘与固定绳相接触的位置。在这个杠杆系统中，动力臂（施力作用点到支点的距离）等于滑轮的直径，阻力臂（受力作用点到支点的距离）等于滑轮的半径，根据杠杆平衡条件，F1​L1​=F2​L2​，由于L1​=2L2​，所以F1​=12F2。在不考率绳重，滑轮重及摩擦的情况下，动滑轮不能改变力的方向，可以省一半的力，但在省一半力的同时，绳子端移动的距离也是被拉动物体移动距离的两倍。

滑轮组的工作特点。
滑轮组的作用：滑轮组兼具定滑轮和动滑轮的优点，具有省力和改变力的方向的双重功能，但在省多少倍力的同时也要付出多少倍距离的代价。
滑轮组省力倍数的确定方法：滑轮组中，绕在各滑轮上的同一根绳子，由于绳子是连续且不可伸长的，根据力的传递原理，绳子各处的拉力大小相等，通过数连接在被拉动物体上的绳子段数来确定省力倍数。例如，竖直拉动物体时，若有n段绳子连接在被拉物体上，那么在忽略动滑轮重力及摩擦等因素时，拉力F就等于物体重力G的1n​，即F=1n​G​，实现了省力效果，且物体移动距离h与绳子自由端移动距离s的关系是s=nh，也就是费了n倍的距离。实际计算时，绳子与滑轮之间的摩擦、滑轮的转动摩擦等也会对拉力产生影响，使得实际所需的拉力比理论上要大一些。不过，在一般的简单计算中，如果题目没有特别说明，通常可以先忽略摩擦等次要因素，以便于初步理解和计算滑轮组的省力情况。
04
题型精讲
【题型一】定滑轮及其工作特点。
【典型例题1】如图所示为国旗杆顶部安装的升降国旗的一个滑轮。关于此滑轮，下列说法中正确的是（ ）
A．它是动滑轮B．使用它可以改变力的方向
C．使用它费距离D．使用它可以省力
【答案】B
【详解】旗杆上滑轮的轴固定不动，为定滑轮，使用定滑轮的优点是可以改变力的方向，但不能省力也不能省距离。
故选B。
【典型例题2】如图所示,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧测力计重力及摩擦均不计.则当甲、乙两物体静止时,弹簧测力计的读数为 N,地面对乙物体的支持力是 N．
【答案】 6 4
【详解】（1）甲由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的6N的拉力，弹簧测力计处于静止状态，水平方向上受到的就是一对平衡力，所以乙也对弹簧测力计施加了一个6N的拉力，弹簧测力计的示数等于这个力，等于6N；（2）乙受到竖直向上的拉力、竖直向上的支持力和竖直向下的重力，这三个力是平衡力，所以支持力等于重力和拉力的差值等于10N-6N=4N．
故答案为6；4．
【对点训练1】如图所示，物体A所受的重力为98 N，滑轮所受的重力为2 N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是22 N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是（ ）
A．20 NB．10 NC．76 ND．40 N
【答案】B
【详解】不计绳重及滑轮摩擦，由弹簧测力计的示数为22N，滑轮重2N，定滑轮两侧拉力是相等的，再加上B没有与地面接触，拉力F＝GB，由受力分析可得
2GB+G轮＝F弹
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
【对点训练2】如图为一组滑轮装置，此滑轮装置可以 。A、B物块都由同一种物质制成。先用弹簧测力计测出A物块在水平桌面上匀速直线运动时的示数为100N，以及A物块的重力为200N，则B物块重 N时，能拉动A物块匀速直线运动；若将此时的A、B两物块调换位置，则B物块做 （匀速直线/加速/减速）运动。
【答案】 改变拉力的作用方向 100 加速
【详解】[1]由图知，此滑轮装置为定滑轮，可以改变拉力的作用方向。[2]用弹簧测力计测出A物块在水平桌面上匀速直线运动时的示数为100N，B的重力等于对A的拉力，所以B物块重100N时，能拉动A物块匀速直线运动；
[3]A重200N，B重100N，A、B物块都由同一种物质制成，所以若将此时的A、B两物块调换位置，则A对B的拉力大于B受到的摩擦力，所以B物块做加速运动。
【题型二】动滑轮及其工作特点。
【典型例题3】如图所示，滑轮的重力为6N，物体的重力为30N，不考虑绳的重力及一切摩擦，则弹簧测力计的示数是（ ）
A．36N B．30N C．18N D．15N
【答案】C
【详解】动滑轮绳子的有效股数n=2，若不计绳重、滑轮重及摩擦，物体能匀速上升，则绳上的拉力为
因为绳子传递拉力时大小不变，所以弹簧测力计的示数等于拉力的大小都为18N。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
【典型例题4】如图所示，重为的物体A放在水平桌面上，重为的物体B挂在滑轮下，每个滑轮重均为，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，物体B恰好能匀速下降，则物体A所受的摩擦力为 ；物体B下降时，物体A滑动的距离为 。
【答案】 6 1
【详解】[1]由滑轮组的结构可知，承担物重绳子的股数n=2，则当物体B匀速下降时，绳子自由端的拉力为
即绳子对物体A的拉力为FA=F=6N
由B做匀速直线运动可知物体A也做匀速直线运动，则对A受力分析可知其受到的摩擦力为f=FA=6N
[2]物体B下降0.5m时，物体A向右滑动，滑动的距离等于绳子自由端移动的距离，即s=nh=2×0.5m=1m
【对点训练3】如图，物体做匀速直线运动，若绳a的拉力为10N，则以下说法正确的是（ ）
A．绳b拉力为5NB．绳c拉力为20N
C．物体重力为10ND．物体摩擦力为5N
【答案】B
【详解】图中所示的机械为动滑轮，根据特点可知，两股绳会平分动滑轮所受的拉力，已知绳a的拉力为10N，则绳b拉力10N，即物体摩擦力为10N，绳c拉力为，由于物体在水平方向运动，则无法求得重力，故B正确，ACD错误。
故选B。
【对点训练4】如图所示，物体A以2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 牛，物体A受到的摩擦力 牛，2秒内物体移动的距离为 厘米，拉力的作用点移动的距离为 厘米。（不计滑轮重力以及轮与绳之间的摩擦）
【答案】 3 6 4 8
【详解】[1]水平拉力F与弹簧测力计的示数相等，则拉力大小为3N。
[2]动滑轮省一半力，拉力F是摩擦力的一半，所以摩擦力为
[3]2秒内物体移动的距离为
[4]拉力的作用点移动的距离为
【题型三】滑轮组及其工作特点。
【典型例题5】用如图所示的装置提升重为600N的物体。不计摩擦和滑轮与绳的自重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为动滑轮B．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为300N
C．若人将绳子匀速拉过2m，物体也上升2mD．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
【答案】B
【详解】A．由图可知，此装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，故A错误；
B．由图得
不计摩擦和滑轮与绳的自重，拉力为
故B正确；
C．物体上升2m，则绳子的自由端会通过
故C错误；
D．由图可知，使用该装置既能省力，又能改变力的方向，故D错误。
故选B。
【典型例题6】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，B点受到的力是 N，物体甲对地面的压力是 N。
【答案】 5 10 7
【详解】[1][2]由题知，物体乙重，因为提升物体乙的滑轮为动滑轮，所以绳子上的拉力
点受到的力
点受到的力
地面对甲的支持力
由力的作用相互性可知，甲对地面的压力
【对点训练5】如图所示，若不计滑轮重量及摩擦，在几种提升重物的方法中既省力又能改变力的方向是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【详解】A．图中的动滑轮既省力又能改变力的方向，故A符合题意；
B．图中的动滑轮组只能省力，但不能改变用力的方向，故B不符合题意；
C．图中的定滑轮不能省力，只能改变用力的方向，故C不符合题意；
D．图中提升重物的方法不能省力也不能改变力的方向，故D不符合题意。
故应选A。
【对点训练6】如图所示，同材质的甲、乙两实心金属块处于静止状态，不计滑轮重力及摩擦，其中A是 滑轮，甲、乙的质量之比是 ，现将乙竖直向下移动0.4m，则甲将竖直向上移动 m。
【答案】 动 2∶1 0.2
【详解】[1]由图可知，滑轮A的轴随物体一起运动，所以A为动滑轮。
[2]动滑轮上绳子的段数n=2，甲、乙两实心金属块处于静止状态，滑轮组上绳端的拉力F=G乙，不计滑轮重力及摩擦，绳端的拉力F=G甲，所以G乙=G甲，则
G甲∶G乙=2∶1
根据重力公式可知甲、乙的质量之比为
m甲∶m乙=G甲∶G乙=2∶1
[3]现将乙竖直向下移动0.4m，则甲将竖直向上移动为
【题型四】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系。
【典型例题7】某人利用如图所示的滑轮组，用200N 的拉力在20s内将重为480N 的物体匀速提高2m，若不计轴摩擦和绳重：
(1)求绳子自由端移动的速度。
(2)求动滑轮的重力。
(3)若再增加180N 的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力为多大？
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）如图，由3段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为
绳子自由端移动的速度
（2）若不计轴摩擦和绳重，动滑轮的重力为
（3）若再增加180N 的重物，要使物体匀速上升，作用在绳子自由端的拉力为
【典型例题8】如图所示，提篮及物体总重为1140N，重为800N的工人师傅用600N的力将提篮及物体匀速提升4m，提篮及物体上升的速度为0.2m/s。已知工人双脚在水平地面上的受力面积为0.05m2。（不计绳重及摩擦）
(1)求动滑轮所受的重力；
(2)求绳端移动的速度；
(3)假设绳子对工人的拉力的方向为竖直向上，求此时工人对地面的压强。
【答案】(1)60N
(2)0.4m/s
(3)4000Pa
【详解】（1）由得动滑轮所受的重力
（2）绳端移动的速度
（3）人对绳子的拉力与绳子对人的拉力是一对相互作用力，大小相等。工人对地面的压力与地面对人的支持力也是一对相互作用力，大小相等，则此时工人对地面的压力
此时工人对地面的压强
【对点训练7】小明用如图所示的滑轮组来提升重物至楼上，若他所用力为120N，且经过5s将质量为20kg的重物匀速提高了2m，不计绳重和滑轮摩擦，求：（g取10N/kg）
(1)物体所受的重力；
(2)绳子自由端移动的速度；
(3)动滑轮的重力。
【答案】(1)200N
(2)0.8m/s
(3)40N
【详解】（1）物体所受的重力为
（2）绳子自由端移动的距离为
绳子自由端移动的速度为
（3）根据可得，动滑轮的重力为
【对点训练8】重为500N的小明站在水平地面上用如图所示的装置把重600N的物体匀速提高2m，所用拉力大小为250N。不计绳重和摩擦，已知小明的鞋底与地面的接触面积为。求：
(1)动滑轮的重力；
(2)此时小明对地面的压强；
(3)若小明还用此装置匀速提升其它货物，则能拉起的货物的最大重力是多少？
【答案】(1)150N
(2)1×104Pa
(3)1350N
【详解】（1）由图知道，n=3，不计绳重和摩擦，根据知道，动滑轮的重力为
（2）人对地面的压力
人对地面的压强为
（3）人对绳的拉力最大等于人的重力，即
不计绳重和摩擦，根据知道，货物的最大重力为
【题型五】 滑轮相关的实验探究。
【典型例题9】同学们共同研究定滑轮、动滑轮及滑轮组的特点。
(1)他们研究定滑轮的特点时，做的实验如图甲所示，据此可初步得出：使用定滑轮 ；
(2)他们研究动滑轮的特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图乙所示，据此可知，使用动滑轮能省力，但却不是省一半力，原因可能是 ；
(3)他们组装了滑轮组，使用滑轮组匀速提升重物，如图丙所示，拉力为 N。据此可知，使用滑轮组不仅可以 ，还可以 ；
(4)老师提醒同学们还要进行多次实验，目的是（ ）。（填字母）
A．选取最准确的数据进行分析
B．利用控制变量法进行分析
C．得到具有普遍性的规律
【答案】(1)能改变力的方向，但不能省力
(2)动滑轮有重力
(3) 1.2 省力 改变力的方向
(4)C
【详解】（1）如图甲所示，使用定滑轮所用拉力与物重相等，但改变了力的方向，据此可初步得出：使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力。
（2）如图乙所示，使用动滑轮，所用拉力小于物重，据此可知，使用动滑轮能省力，但却不是省一半力，原因可能是动滑轮有重力且绳轮间存在摩擦力。
（3）[1]如图丙所示，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力为1.2N。
[2]使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向，而滑轮组由定滑轮和动滑轮组成，据此可知，使用滑轮组不仅可以省力，还可以改变力的方向。
（4）老师提醒同学们还要进行多次实验，目的是避免实验结论的偶然性，得到具有普遍性的规律，故AB不符合题意，C符合题意。
故选C。
【典型例题10】在“探究动滑轮特点的实验”中，实验过程如下：
（1）如图甲所示，测量前，保持弹簧测力计竖直并调节指针对准 。随后在其挂钩上悬挂物体，待示数稳定后可得出物体的重力 N；
（2）将细线的一端固定于天花板，另一端绕过滑轮与测力计挂钩相连，如图乙所示，要使物体上升，则测力计的移动方向为 ，对比定滑轮的特点可说明使用动滑轮 ；
（3）当物体匀速向上运动时，测力计的示数图乙所示，对比两图中测力计的示数可知，使用动滑轮的优点是 。
【答案】 零刻度线 3 竖直向上 不能改变力的方向 使用动滑轮时省力
【详解】（1）[1]测量物体重力前，使弹簧测力计竖直并调节指针对准零刻度线。
[2]测量物体重力时，当物体静止时，物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等；测力计的最小刻度的分度值为0.2N，示数为3N，所以物体的重力G=3N。
（2）[3][4]如图乙所示，要使物体上升，则测力计的移动方向为竖直向上，由于物体移动方向与拉力的方向相同，所以可说明使用动滑轮不能改变力的方向。
（3）[5]在图乙中，拉力
F=2N＜G=3N
故使用动滑轮时省力。
【对点训练9】同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点：
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：使用定滑轮可以改变 ，但不可以 。
（2）他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示。据此可知，使用动滑轮可以 ，但不可以改变 ；
（3）他们组装滑轮组时，他们想：利用滑轮组提升重物能否省力呢？为此，他们进行的实验如丙图所示，物体的重力为2N，测力计的示数为0.8N，由图可知，利用滑轮组提升重物可以 ，也可以改变 。
【答案】 力的方向 省力 省力 力的方向 省力 改变力的方向
【详解】（1）[1][2]由甲图知道，三种拉力情况，每次拉力的方向都不相同。在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，故得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不省力。
（2）[3][4]由图乙知，弹簧测力计的拉力为0.6N，物体重力为1N，向上拉弹簧测力计时，可将物体向上提起，所用力的大小比物体的重力小，所以动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向。
（3）[5][6]由图丙知，测力计的分度值为0.2N，示数为0.8N。物体的重力为2N，向上用力提升物体时，所用力的大小比物体的重力小，可以省力。通过滑轮组，也能向下用力将物体提起，所以也可以改变力的方向。
【对点训练10】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 。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，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示。据此可知，使用动滑轮不改变力的方向，但可以 。使用动滑轮时，相当于一个 杠杆；当重物上升1m时，弹簧测力计将上升 m；
（3）由丙图可知，有 股绳承担了物重，该图中所使用的动滑轮重 N。
【答案】 力的方向 等臂 省力 省力 2 3 0.4
【详解】（1）[1]从甲图中可看出三种拉力情况，每次拉力的方向都不相同，在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，可得出结论：定滑轮在使用时可以改变动力的方向，不会改变动力的大小。
[2]定滑轮在使用时，支点在转轴上，动力臂等于阻力臂都等于半径，其实质是一个等臂杠杆。
（2）[3]在图乙中拉力F=0.6NF2>F3B．F1=F2=F3C．F1F1
【答案】B
【详解】因为定滑轮相当于等臂杠杆，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，即F1、F2、F3的大小都等于物体的重力，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．利用图中的滑轮组竖直匀速向上提升重力为12N的物体，动滑轮重力未知但不可忽略不计，则拉力大小不可能是选项中的（ ）
A．4NB．6.5NC．12ND．15N
【答案】A
【详解】由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，根据
可知，拉力不可能等于4N。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．小明到某山区旅游时，发现一种利用木棍和绳子组装的特殊机械（如图），当地人借助这种装置可以很轻松地将较重的物体搬运到二楼上面，这种装置组成的机械相当于 ；若借助该装置提升1000N的重物，所用拉力为 N。（不计装置自重和摩擦）
【答案】 滑轮组 200
【详解】[1]由题意可知，上面的木棍固定不动，相当于定滑轮，下面的木棍随物体一起运动，相当于动滑轮，所以这种装置组成的机械相当于滑轮组。
[2]由图可知，下面的木棍上有5段绳子，相当于动滑轮上有5段绳子，即n=5，借助该装置提升1000N的重物，不计装置自重和摩擦，则所用拉力
7．两个滑轮按如图所示方式组合，其中A是 滑轮；B滑轮的作用是 。若用F=20N的拉力，拉着物体在地面上做匀速直线运动，不计绳子与滑轮间的摩擦，物体受到的拉力为 N。
【答案】 动 改变力的方向 40
【详解】[1]A滑轮随着物体共同运动，它的轴也随着物体向左运动，故A是动滑轮。
[2]B是定滑轮，作用是改变力的方向。
[3]作用在绳子自由端的拉力为20N，两根绳子与动滑轮接触，故动滑轮对物体拉力为40N。
8．如图所示，A、B两个滑轮中， 是动滑轮，在不考虑滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦时，以0.1m/s的速度匀速拉动物体C，物体C与桌面的摩擦力是60N，则绳子自由端移动的速度为 m/s，拉力F为 N。
【答案】 B 0.3 20
【详解】[1]由图可知，B滑轮的位置随物体一起运动，所以是动滑轮。
[2]由图可知，滑轮组上绳子的有效股数n=3，绳子自由端移动的速度为
v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
[3]在不考虑滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦时，拉力
9．在“探究使用定滑轮和动滑轮工作时的特点”的实验中：
(1)在探究定滑轮工作的特点时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数 （变大/变小/不变）；
(2)在探究动滑轮工作特点时，先测出钩码和动滑轮的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时， 向上拉弹簧测力计，使钩码 上升，读出弹簧测力计的示数。该实验至少要测量三组数据的目的是 。
【答案】(1)变小
(2) 匀速竖直 匀速 为了得到普遍的规律
【详解】（1）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。所以，测力计的示数变小。
（2）[1][2]在探究动滑轮工作的特点时，由于绳子拉起动滑轮和物体，故先测出物体的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时，应匀速竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速上升，读出弹簧测力计的示数。
[3]实验至少要测量三组数据的目的是为了得到普遍的规律，防止偶然性的发生。
10．如图所示，工人用滑轮组吊起质量为10kg的箱子，动滑轮的重力为10N，箱子10s内被匀速竖直提升了2m。不计绳重和摩擦，g取。
(1)箱子受到的重力是多少？
(2)工人所施加的拉力是多少？
(3)绳子自由端移动的速度是多少？
【答案】(1)100N；
(2)55N；
(3)0.4m/s
【详解】（1）箱子的质量为10kg ，则箱子的重力为
（2）由图可知，绳子的段数为2，不计绳重和摩擦，则工人所施加的拉力是
（3）物体上升的高度为2m，则绳自由端移动的距离为
绳子自由端移动的速度是
【素养提升】
1．如图所示，弹簧测力计A、B和滑轮组组成的装置中，若拉绳的力为F，不计绳重、滑轮重及摩擦，则两弹簧测力计的示数为（ ）

A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】由图可知，左边动滑轮上有2股绳子，拉绳的力为F，所以弹簧测力计的示数
右边动滑轮上有3股绳子，拉绳的力为F，所以弹簧测力计的示数
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．用下图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处。在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（温馨提示：在直角三角形中，角所对的直角边等于斜边的一半）（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】A．动滑轮是省力杠杆，其动力臂是阻力臂的2倍，则动力是阻力的一半，即
B．根据机械功原理，任何机械都不省功，所以由得
C．设阻力臂为L，则从支点到动力作用点长度为3L，因为动力作用线与横杆夹角为30°，说明动力臂长度为横杆的一半，即。根据杠杆平衡条件可得
D．定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，则；
综上可知，最省力的是B选项的拉力F。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．用动滑轮提起货物，分别沿三个不同方向匀速拉绳子，关于三个力的大小关系正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】如图，分别沿三个不同方向匀速拉绳子，动滑轮两侧绳子的拉力的合力等于货物和动滑轮的总重，竖直拉绳子时，拉力为货物和动滑轮的总重的一半，两绳子的拉力夹角越大，绳子上的拉力越大，所以，三个力的大小关系为
F3>F2>F1
故B正确，ACD错误。
故选B。
4．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升。下列说法中正确的是（ ）
A．,并向上移动B．,并向上移动
C．,并向上移动D．,并向上移动
【答案】D
【详解】AB．甲图中，自由端绳子的拉力为
故AB错误；
CD．乙图中，自由端绳子的拉力为
物体上升2m，则绳子的自由端上升1m，故C错误，D正确。
故选D。
5．在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以匀速移动1m，水平拉力F和其移动距离的大小为（ ）
A．300N 1mB．150N 1m
C．30N 2mD．60N 2m
【答案】C
【详解】由于物体在水平面上做匀速直线运动，所以物体所受拉力等于物体受到的摩擦力；由图可知滑轮组是由两根绳子承担动滑轮，所以绳子末端拉力
有两段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故绳子自由端移动的距离
故选C。
6．如图甲所示，物体重1000N，动滑轮重200N，不计绳重和摩擦，用力匀速提升物体，使物体上升2m，则拉力F1为 N，绳子自由端移动的距离为 m；若换用图乙，则拉力F2为 N，绳子自由端移动的距离为 m。
【答案】 600 4 400 6
【详解】[1]由题图甲可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，由于不计绳重和摩擦，则拉力为
[2]绳子自由端移动的距离为
[3]由题图乙可知，滑轮组的绳子承重股数为n′=3，由于不计绳重和摩擦，则拉力为
[4]绳子自由端移动的距离为
7．某同学的重力为500N，他的手能承受的最大拉力为600N，动滑轮重100N，该同学利用如图所示的滑轮组把物体A吊起来，若不计绳重和滑轮摩擦，则物体A的重力不能超过 N。
【答案】900
【详解】由图可知，滑轮组有效绳子段数，某同学的重力为500N，他的手能承受的最大拉力为600N，所以绳子自由端最大拉力为500N，此时物体A重力最大，则物体A的重力最大为
8．如图所示，物体A、B所受重力都为200N，滑轮重、绳重和摩擦不计。当用力分别匀速提起A和B时，力F1为 N，力F2为 N；若物体A、B均上升0.2m，用时1s，则力F1移动的距离为 m，力F2移动的距离为 m，力F1移动的速度为 m/s，力F2移动的速度为 m/s。
【答案】 100 200 0.4 0.2 0.4 0.2
【详解】[1][2]动滑轮有效绳子段数，定滑轮有效绳子段数，滑轮重、绳重和摩擦不计，所以动滑轮自由端拉力
定滑轮自由端拉力
[3][4][5][6]力F1移动的距离为
力F2移动的距离为
则力F1移动的速度为
力F2移动的速度
9．小梦同学用如图所示的装置“研究定滑轮和动滑轮的特点”。
（1）实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和 ；
（2）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升：
（3）比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是 ；
（4）依据杠杆平衡条件分析，使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半，但分析第3、4两次实验数据却不符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是 。
【答案】 刻度尺 匀速 可以改变力的方向 动滑轮有重力
【详解】（1）[1]实验中要具体测量物体提升的高度与绳端移动的距离，因此还需增加刻度尺。
（2）[2]当匀速拉动弹簧测力计时，由二力平衡可知，其示数才与绳子拉测力计的力大小相等，因此，需匀速拉动。
（3）[3]1和2两次实验是使用的是定滑轮，由表格数据可以看出使用的是定滑轮不省力，但可以改变力的方向，因此比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是可以改变力的方向。
（4）[4]依据杠杆平衡条件分析，使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半，但分析第3、4两次实验数据却不符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是动滑轮有重力，在提升重物的同时提升了动滑轮。
10．如图所示，水平地面上的建筑工人利用滑轮组匀速提升重为500N的物体，工人对绳子末端的拉力F的大小为260N。已知该绳子能承受的最大拉力为500N，两个滑轮的质量相等，不计绳重、绳与滑轮间的摩擦，（g取10N/kg）求：
(1)动滑轮的重力；
(2)支架受到滑轮组的拉力；
(3)此滑轮组能提升物体的最大质量。
【答案】(1)20N
(2)800N
(3)98kg
【详解】（1）由题图可知，拉动滑轮的绳子段数：，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，根据可知，动滑轮的重力
（2）由题图可知，拉定滑轮的绳子段数：，定滑轮的重力
由受力分析可知，支架受到滑轮组的拉力
（3）由可知，此滑轮组能提升的最大物重
由可得，此滑轮组能提升物体的最大质量
【能力培优】
1．在跨学科实践活动中，小明设计了如图所示的组合机械模型。推动硬棒CD或EF，使它们在水平面内绕轴O转动，即可将绳逐渐绕到轴O上，提升重物G。下列说法正确的是（ ）
A．硬棒CD是费力杠杆
B．滑轮B能改变施力的大小
C．工作中轴O上绕进的绳长大于重物上升的高度
D．该组合机械既可以省力，又可以改变力的方向
【答案】D
【详解】A．推动硬棒CD，使它们在水平面内绕轴O转动，支点在O点，阻力作用在轴上，则动力臂大于阻力臂，所以硬棒CD属于省力杠杆，故A错误；
B．滑轮B是定滑轮，不能改变力的大小，只能改变力的方向，故B错误；
CD．在重物上升的过程中，A、B都是定滑轮，使用时不能省力，也不费距离，所以轴O上增加的绳长等于重物上升的高度，故C错误。
D．两个定滑轮不能省力，左侧机械是一个轮轴，人的动力施加在轮上，可以省力，人水平推动硬棒，重物即可上升，所以，改变了力的方向，故D正确。
故选D。
2．如图所示，整个装置停在空中不动，不计滑轮和绳子重力及它们之间的摩擦力，为了安全起见，吊板的质量M与人的质量m必须满足下列哪个条件（ ）

A．m≥B．m≥C．m≤MD．m≤2M
【答案】B
【详解】依题意得，整个装置停在空中不动，不计滑轮和绳子重力及它们之间的摩擦力，设人受向上的拉力为F，为安全起见
图中所用的滑轮两边的拉力相等，将吊板与人看成一个整体，则整体受到滑轮向上的4F的作用，由力的平衡得
则
解得
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．建筑工地上常用的吊装工具如图所示，为重的配重，杠杆的支点为，已知。滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重为，工人重为。杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。下列说法正确的是（ ）

A．建筑材料P的上升速度为绳自由移动速度的倍
B．当工人拉绳的力为时，建筑材料P重为
C．工人能提升的建筑材料的最大重为
D．当工人拉绳的力为时，对地面的压力为
【答案】D
【详解】A．由图可知，承担物重的绳子股数；根据可知，建筑材料P的上升速度是绳自由移动速度的，故A错误；
B．杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，根据
可知，建筑材料P的重力为
故B错误；
C．工人重为，因此绳自由端承受的最大拉力为，根据
可知，建筑材料最大重力为
故C错误；
D．由于定滑轮受向下的重力、段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即
根据杠杆的平衡条件
且
所以
因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为
因为物体间力的作用是相互的，所以物体对地面的压力
故D正确。
故选D。
4．如图，质量分别为m1、m2、m3（m1＞m2）的物体通过轻绳和弹簧连接起来，三个物体均处于静止状态。不计弹簧自重、绳重和摩擦，关于此装置的说法正确的是（ ）
A．绳子对 m2的拉力大小为 m2g
B．绳子对 m1的拉力大小为 m2g
C．弹簧所受拉力大小为（m3﹣m2）g
D．地面对 m3的支持力大小为（m2+m3﹣m1）g
【答案】D
【详解】AB．根据定滑轮工作特点可知，绳子对物体m1的拉力等于物体m2对绳子的拉力，等于物体m1的重力，所以，绳子对m2的拉力大小为m1g，故AB错误；
C．弹簧所受拉力为物体m2与物体m1的重力之差，即（m1﹣m2）g，故C错误；
D．对物体m3进行受力分析可知，物体m3共受到地面的支持力、物体的重力（m3g）、弹簧的拉力（m1﹣m2）g三个力的作用，则地面对m3的支持力大小为
F支=m3g﹣（m1﹣m2）g＝（m2+m3﹣m1）g
故D正确。
故选D。
5．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体 M 为重 5000N 的配重，杠杆 AB 的支点为O，已知 OA:OB＝1:2，滑轮下面挂有建筑材料 P，每个滑轮重 100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N 的力竖直向下以 1m/s 的速度匀速拉动绳子时（ ）
A．A 点受到700N的拉力B．建筑材料P重为600N
C．建筑材料P上升的速度为 3m/sD．物体M对地面的压力为4500N
【答案】D
【详解】AD．以定滑轮为研究对象，它受到向下的重力和三段绳子向下的拉力，由于定滑轮处于平衡状态，所以，定滑轮受到A点向上的拉力大小为
FA=G定+3F=100N+3×300N=1000N
因力的作用是相互的，则A 点受到向下的拉力为 1000N，即FA′=FA=1000N，故A错误；
根据杠杆的平衡条件：FA×OA=FB×OB，且OA:OB=1:2，所以
因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即FB′=FB=500N；物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M受到的支持力为
FM支持=GM-FB′=5000N-500N=4500N
因为物体间力的作用是相互的，所以物体M对地面的压力
FM压=FM支持=4500N
故D正确；
B．由图可知，动滑轮由两段绳子吊着，即n=2，且滑轮组摩擦均不计，建筑材料P重
GP=2F-G动=2×300N-100N=500N
故B错误；
C、物重P由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度
故C错误。
故选D。
6．用如图甲的滑轮组提升重260N的物体，已知拉力F为100N，不计绳重和摩擦，则动滑轮重为 N。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情况的图线是 （选填“A”或“B”）。
【答案】 40 A
【详解】[1]滑轮组不计绳重和摩擦，则
解得
G动=40N
[2]物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，因为n=3，相同时间内绳子自由端移动的距离应是物体上升高度的三倍，故反映绳子自由端运动情况的图线是A，物体运动情况的是B，A的速度是B的3倍。故为A。
7．下图所示，小明体重550N，滑轮组上方绳子A能承受的最大拉力为1600N，每个滑轮重为100N，不计绳重与摩擦，当小明把重为400N的物体匀速拉起时，人对地面的压力为 N，小明利用这个滑轮组最多可以拉起 N的重物。
【答案】 300 900
【详解】[1]由图可得，动滑轮上有2股绳，因为不计摩擦力、动滑轮重力和绳子重力，由题意可得小明同学对绳子的拉力为
人受到自身重力，地面给人的支持力和绳子对人的拉力，由题意可得，人对地面的压力大小等于地面给人的支持力，则有
F支=550N-250N=300N
即人对地面的压力为300N。
[2]由题意及上述分析可得，绳子A所受力为3倍人拉绳子的力和一个滑轮的重力之和，滑轮组上方绳子A能承受的最大拉力为1600N，则有
即绳子上最大的力为500N，由于人的体重为550N，大于绳子A所能承受的最大力时的各绳子的力，所以人所拉绳子上的力最大为500N，由题意可得
即小明利用这个滑轮组最多可以拉起900N的重物。
8．如图所示的滑轮组，拉一重100N的物体M在水平地面上做匀速直线运动，如果拉力F=20N，绳子拉出了6m，则物体受到的摩擦力为 N，物体前进了 m，弹簧测力计的示数为 N。（不计滑轮重、绳重和摩擦）
【答案】 60 2 40
【详解】[1]由图可知：滑轮组上绳子的有效股数n=3，所以物体M与地面间的摩擦力
f=nF=3×20N=60N
物体受到的摩擦力为60N。
[2]物体移动的距离
物体前进了2m。
[3]弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳子，因此弹簧测力计的示数为
F弹＝2F＝20N×2＝40N
弹簧测力计的示数为40N。
9．工人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起一根实心的石柱（不吸水），如图甲所示，动滑轮的质量为20kg。石柱从离开池底到下表面刚要离开水面的过程中，其底面受到水的压强与时间的关系如图乙所示。石柱从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间的关系如图丙所示。已知人的质量为60kg，人双脚站地时，与地面接触的总面积为，石柱的底面积为，，不计绳重、滑轮组内的摩擦和水的阻力，石柱底部与池底不密合，忽略水面高度变化。求：
（1）石柱全部露出水面后人对地面的压力？
（2）石柱的重力？
（3）石柱未露出水面时受到的浮力？
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）由图丙所示，石柱全部露出水面后人对地面的压力
（2）人的重力为
石柱全部露出水面后，对人受力分析，绳子对人的拉力为
不计绳重、滑轮组内的摩擦和水的阻力，则由可得石柱的重力为
（3）根据图丙，物体在15s时上表面刚好露出水面，由图乙可得物体在15s时下表面受到得压强为
则下表面的压力为
因为此时上表面压强为零，则浮力
答：（1）石柱全部露出水面后人对地面的压力为；
（2）石柱的重力；
（3）石柱未露出水面时受到的浮力。
10．如图，小强用滑轮组将200N的沙桶在100s内从地面匀速提到9m高的楼上，需要的拉力F是70N，不计绳重和摩擦，试求：
（1）拉力拉过的距离s和小强拉绳子的速度v；
（2）动滑轮的重力G动；
（3）沙桶总重力增加到500N时拉力F＇的大小。
【答案】（1）27m，0.27m/s；（2）10N；（3）170N
【详解】解：（1）由图可知，承担物重的绳子段数n=3，拉力拉过的距离
拉绳子的速度

（2）由
得动滑轮重
（3）沙桶总重力增加到500N时拉力F＇的大小
答：（1）拉力拉过的距离27m和小强拉绳子的速度0.27m/s；
（2）动滑轮的重力10N；
（3）沙桶总重力增加到500N时拉力F＇的大小为170N。
课程标准
物理素养
明确滑轮基本概念，区分定滑轮与动滑轮。
掌握滑轮工作原理，明晰定动滑轮特点。
学会滑轮组组装，运用规律解决简单问题。
知晓滑轮实际应用，分析原理体会知识价值。
物理观念：理解定滑轮、动滑轮和滑轮组的工作原理，能将其与杠杆原理相联系，分析滑轮使用时力与运动的关系。
科学思维：在探究滑轮特点的过程中，运用比较、分析、综合等思维方法，将滑轮抽象为杠杆模型进行研究，掌握滑轮省力、改变力方向的规律。
科学探究：提出问题、设计实验方案、选择实验器材、进行实验操作、收集和处理数据，并对实验结果进行评估和交流，提升科学探究能力。
科学态度与责任：认识到滑轮在生活、生产中的广泛应用，体会物理知识的价值，增强将物理知识应用于实践的意识和社会责任感。
次数
钩码重力/N
钩码升高的高度h/m
拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/m
拉力方向
1
1
0.2
1
0.2
向上
2
2
0.2
2.1
0.2
向下
3
1
0.2
0.6
0.4
向上
4
2
0.2
1.1
0.4
向下