初中物理滑轮及其应用导学案

这是一份初中物理滑轮及其应用导学案，共10页。学案主要包含了题型导航，重难题型讲解，能力培优练，链接中考，典例1-1，典例1-2，典例2-1，典例2-2等内容，欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc6902" 【重难题型讲解】 PAGEREF _Tc6902 \h 1
\l "_Tc11532" 题型1 定滑轮 PAGEREF _Tc11532 \h 1
\l "_Tc29278" 题型2 动滑轮 PAGEREF _Tc29278 \h 3
\l "_Tc29278" 题型3 滑轮组、轮轴和斜面8
\l "_Tc18052" 【能力培优练】 PAGEREF _Tc18052 \h 5
\l "_Tc11494" 【链接中考】31
【重难题型讲解】
题型1 定滑轮
1.定滑轮：使用滑轮时，轴固定不动的滑轮。

2.特点
（1）力的关系：绳子自由端的拉力等于物体的重力，即。不省力，但能改变对物体拉力的方向。
（2）绳端移动距离S与物体上升高度h的关系：，也不省距离。
3.定滑轮的实质：
定滑轮的实质是等臂杠杆：支点在轴心处，拉力是动力，重物的拉力是阻力；两个力臂、都等于轮半径。
【典例1-1】现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》，书中将向上提举重物的力称为“掣”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮机械称为“绳制”（图①）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图②），使重物在相同的时间内匀速上升相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力移动的距离大于乙拉力移动的距离
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
【典例1-2】如图所示的机械模型，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（或EF）及转轴组成的装置是省力杠杆
B．滑轮B为动滑轮，它的作用是省力
C．绕轴O上增加的绳长等于重物上升的高
D．滑轮A是定滑轮，它的作用是能改变施力的方向
跟踪训练1如图所示的定滑轮，使用它的优点是 ，分别用力和匀速拉起2个钩码，拉力和的大小关系是 。
跟踪训练2如图所示，旗杆顶端的机械是一个 滑轮，升旗时使用这种滑轮的目的是改变力的 。
题型2 动滑轮
1.动滑轮：使用滑轮时，物体和滑轮一起被提高。

2.特点
（1）使用动滑轮能省一半的力：（不计绳重、动滑轮重及摩擦），若要考虑动滑轮重则。但不能改变力的方向。
（2）绳端移动距离。
能省一半的力，但要多移动一倍的距离，且不能改变动力的方向。
3.动滑轮时实质：
动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆：
支点在绳和轮相切的处，拉力是动力，重物的拉力是阻力；动力臂是轮直径、阻力臂是轮半径。
【典例2-1】如图所示，一架无人机通过动滑轮将重20N的货物从深5m的井底拉至井口。若无人机竖直向上匀速飞行的速度为0.4m/s，对绳子的拉力为12N。不计绳重及摩擦，下列说法错误的是（ ）
A．货物拉至进口所需要的时间为12.5s
B．动滑轮重4N
C．无人机拉绳子的拉力做功100J
D．若无人机重10N，无人机向上飞行动力的功率为8.8W
【典例2-2】如图所示，用甲、乙两个轻质滑轮分别匀速提起重力为10N的物体，能省力的是 滑轮（选填“甲”或“乙”）；甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为 。若不计摩擦，的大小为 N，A、B、C三根绳子中，所受最大的拉力与最小的拉力之比为 。
跟踪训练1如图所示，用该滑轮提起质量为的物体，若用竖直向上的拉力拉动绳子，使物体匀速上升，不计绳重、轮重及摩擦，则拉力的大小为 N；若改为斜向上拉绳子，则拉力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（取）
跟踪训练2如图所示的实验中，每只钩码的质量均为200克。（滑轮重及摩擦不计）
(1)用弹簧测力计竖直向上匀速拉动时，弹簧测力计的示数为1.96牛，若钩码向上移动5厘米，则弹簧测力计向上移动10厘米。由此可知：使用动滑轮的特点是：能 ，但费 。
(2)若某同学拉动弹簧测力计的方向没有沿竖直方向，则弹簧测力计的读数将 （填“变大”、“不变”或“变小”），请分析产生这一现象的原因 。
题型3 滑轮组、轮轴和斜面
1.滑轮组：将定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。
2.滑轮的组合（为承担重的绳子段数，为绳子末端移动的距离）
在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时:

使用滑轮组省了力，但是费距离。
3.使用滑轮组的特点：
（1）拉力的大小与吊起动滑轮的绳子段数有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一即:
不计动滑轮重、绳重和摩擦：
不计绳重和摩擦但考虑滑轮重：
（2）绳子自由端移动距离是物体上升高度的倍，即:。
（3）绳子自由端的速度与被物体的速度的关系：
4.滑轮组的组装
（1）确定绳子的段数
（2）滑轮组的绕绳方法：
①动滑轮和定滑轮个数相同时
当承重绳子的段数n为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；
当承重绳子的段数n为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上；
概括为“奇动偶定”。
②动滑轮和定滑轮个数不相同时，最省力的绕线方法：从个数少的滑轮为起点。
轮轴和斜面
1.轮轴
（1）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。
（2）轮轴的实质：轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆.
如图所示：轮轴作为杠杆的支点在轴心，轮半径是动力臂，轴半径阻力臂.
（3）轮轴的原理：根据杠杆的平衡条件得：
因为：所以：
当动力作用在轮上时，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。
2.斜面
（1）斜面：是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。
（2）使用斜面可以省力。
（3）斜面的原理
如图所示：把重为的物体，沿着长为，高为的斜面，用大小为的力推上去的过程中：
根据功的原理,如果不计斜面和物体的摩擦：
如果不计摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体重力的几分之一。斜面是一种省力的机械。

【典例3-1】图甲和图乙都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，但是它们有不同点。请回答下列问题。
(1) 滑轮组能改变动力的方向，而 滑轮组不能改变动力的方向。
(2)甲滑轮组有 段绳子承担物重，而乙滑轮组有 段绳子承担物重， 滑轮组更省力。
(3)如果都使物体上升12cm，那么甲滑轮组的绳端必须向下移动 cm，乙滑轮组的绳端必须向上移动 cm。
(4)若不计摩擦、绳重和动滑轮重，物重，则图甲中的拉力 N，图乙中的拉力 N；若不计摩擦和绳重，动滑轮重30N，物重，则 N， N。
【典例3-2】使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
(1)如图甲，旗杆的顶端安装一个 滑轮，使用它的好处是 。
(2)如图乙，小明和小杰握着两根较光滑的木棍。小张将绳子的一端系在其中一根木棍上。然后依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离，小张在B处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们。此实验说明了 。
跟踪训练1皖南“川藏线”，现在已是全国闻名的一条自驾线路，如图所示，盘山公路的设计，正是巧妙地运用了斜面的原理，公路的长度增加，其坡度会相应减小，使得爬坡变得更为 （选填“省力”或“省功”）。根据斜面，人们在生活中发明了螺旋状的机械工具，如螺钉、螺栓、螺旋千斤顶等。
跟踪训练2如图（a）是同学们常用的燕尾夹，，当用力摁住C点打开该夹子时，此时夹子可近似看作 杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”）；图（b），螺丝钉是一种类似斜面的机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度，螺纹 （填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
【能力培优练】
1．矗立在操场上的旗杆，顶部有一个滑轮如图所示，关于该滑轮的说法正确的是（ ）
A．它是动滑轮B．它是定滑轮
C．利用它可以省距离D．利用它可以省力
2．如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
3．“龙门吊”是港口中常见的起重设备，其滑轮组部分如图所示，用该滑轮组吊起货物的过程中可以（ ）
A．省功B．省距离
C．省力D．既省力又省距离
4．如图所示，甲、乙两套滑轮组质量相同，在相同时间内，用它们分别将相同质量的重物匀速提升，绳端移动的距离相同，不计绳重和摩擦，在此过程中（ ）
A．两重物上升的速度大小相同
B．甲滑轮组绳端的拉力较大
C．两滑轮组绳端的拉力大小相同
D．乙滑轮组提升重物上升的高度较大
5．如图所示，用滑轮组4s内把重31N的物体匀速竖直提升2m，已知每个滑轮重5N，不计绳重与摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．拉力为12NB．绳子移动距离为6m
C．绳子移动速度为1m/sD．拉力做功为62J
6．关于图中的简单机械说法正确的是（ ）
A．图甲中剪铁片的剪刀是费力杠杆
B．图乙中旗杆顶端装有动滑轮，利用它来升国旗，可以省力
C．利用图丙中的滑轮提升重物可以省距离
D．图丁中的盘山公路是斜面，可以省力
7．如图，物体A、B的重分别为50N、20N，动滑轮重为10N，此时物体A在水平面上向右以1m/s做匀速直线运动（绳子和滑轮间的摩擦不计），则下列说法正确的是（ ）
A．A物体所受摩擦力方向水平向左，大小为10N
B．B物体下落速度为0.5m/s
C．若用力F向左拉物体A，使A向左做匀速直线运动，所需力的大小为15N
D．若用F＝15N的力向左拉物体A，可以使物体A向左做加速直线运动
8．小明用如图所示的装置提升重力为400N的物体，使其匀速上升，不计摩擦、绳重和滑轮自重。下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为动滑轮B．小明对绳子的拉力为200N
C．人将绳子拉过0.5m，物体上升1.5mD．利用此装置既可以省力，又可以省距离
9．某建筑工地上，工人师傅用滑轮组在t时间内将重为的水泥从地面匀速竖直提升h高度，如图所示。已知桶重为，此过程中该装置的机械效率为，不计绳重和摩擦。则（ ）
A．绳自由端上升的速度为B．作用在绳子自由端的拉力为
C．装置中动滑轮的重为D．作用在绳子自由端拉力的功率为
10．如图健身爱好者正在进行“高位下拉”训练，使用图示器材匀速提升配重时，以下说法正确的是（ ）
A．使用滑轮A可以省力
B．使用滑轮B可以改变力的方向
C．人下拉的力比被提起的配重所受重力大
D．配重被提升的距离比拉杆移动的距离短
二、多选题
11．如图所示，为了把货物搬运到平台上，工人在平台与地面间搭建了一个长、高的斜面，工人用沿斜面向上的力将重为的货物匀速拉到斜面顶端，不计货物与斜面间的摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．工人所用的拉力为
B．斜面是一种省功的机械
C．斜面的高度一定时，斜面越长，越省力
D．若考虑货物与斜面间的摩擦，工人的拉力需为，则货物受到的摩擦力为
12．如图，用同一个重为1N滑轮按甲定滑轮、乙动滑轮两种方式匀速将同一个重为5N的物体竖直向上提升2m，不计绳重和摩擦，则以下说法中正确的是（ ）
A．图甲的滑轮更省力
B．图甲的滑轮可以改变力的方向
C．图乙中拉力F2大小为3N
D．图甲中拉力F1做的功为12J
三、填空题
13．图甲中盘山公路修得弯弯曲曲，其主要目的是 ；图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，使用它 （选填“能”或“不能”）省功，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。
14．如图甲所示是用于松紧内六角螺丝的扳手，AB>BC，该工具使用时是一个 （选填“滑轮”“轮轴”），图 （选填“乙”“丙”）中的方法可以更轻松的拧动螺丝。
15．谷风车是我国古代劳动人民智慧的结晶。如图甲所示，当农民转动手动杆时，有风吹出，顶槽漏下的饱满谷粒和干瘪谷粒就被分开。题图乙为谷风车内部风扇叶片结构，则：
(1)顶槽中的谷粒受到 作用下落。
(2)题图甲中，饱满谷粒主要从 口出来，干瘪谷粒主要从 口出来。（均选填“A”或“B”）
(3)为了更省力，则需要 （选填“加长”或“缩短”）手动杆半径L。
(4)在塑料回收厂，切粒机切好的塑料颗粒中经常会混入微小粉尘，此装置 （选填“可以”或“不可以”）用来分离它们；如果这些塑料颗粒中混入了金属颗粒（塑料颗粒密度很小，二者直径相近），请你提供一个可行的分离方法： 。
16．某地拟建一座抽水蓄能电站，如图是工程所在地的等高线地形图。图中A点大气压比B点 （选填“高”或“低”）。施工时选择线路CD作为输送建筑材料的线路更省力，是因为该路线坡度较 （选填“陡”或“缓”）。为储存更多能量，水库应建在湖水的 （选填“左边”或“右边”）一侧的高地上。
17．如图为可升降晾衣架，通过转动摇柄实现晾衣架的升降。晾衣架的摇柄属于简单机械中的 （填“滑轮”“斜面”或“轮轴”）；摇柄上的花纹是为了 。
18．如图所示，小丽同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方的A点沿水平方向移动4m到B点，用时4s。假设整个过程，物体匀速上升，若不计绳重和摩擦，她在B时对绳子的拉力为 N。小丽从A移动到B，物体上升速度为 m/s。
19．如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上重为300N的物体A，2s匀速前进1m，地面对它的摩擦力为60N，小聪施加的拉力F=50N（忽略绳重和滑轮重），则滑轮组做的有用功为 J，拉力的功率 W。
20．用如图所示的滑轮提起重力为20N的物体，若用竖直向上的拉力拉动绳子，使物体在2s内匀速上升了0.5m，不计摩擦和滑轮、绳的重力，则拉力F的大小为 N，绳子自由端上升 m，自由端移动的速度为 m/s。
21．如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两个剪片形成的刀口中时，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。
(1)两个剪片的刀刃很锋利，这是通过 的方法来增大压强。
(2)为了更容易剪断较粗较硬的枝条，应尽量将枝条靠近 （选填“B”或“O”）点。
(3)若不计绳重、滑轮自重及摩擦，当用100N的拉力作用在绳子自由端时，点受到绳子a的拉力为 。
(4)扦插枝条时需将茎上的部分叶片剪去，这是为了 水的蒸发。
22．位于肇庆市高要区蛟塘镇和高明区更合镇交界处的广湛高铁珠三角枢纽机场站现场，数百台重型设备正火力全开，加紧施工。钻机蓄势待发、起重机铁臂挥舞、台车吊机加紧作业、土方车来回穿梭……目之所及皆是火热的施工场景。如图所示，大型吊车是重要施工机械，发挥了不可替代的重要作用。
(1)吊臂前端装有滑轮组，能改变拉力方向的是 滑轮；
(2)吊车装有很多车轮，可以 （选填“增大”或“减小”）压强；沉重的吊车底盘可以降低 ，增加稳定性；
(3)吊起的物体受到重力作用，重力的方向是 的；吊车的吊臂在2min内匀速提升了6m，则吊臂的速度为 m/s。
23．如图所示，当拉力F为5牛时，木块以0.2米/秒的速度向右做匀速直线运动。该滑轮是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”），此时，拉力F的功率是 。（滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计）
24．如图所示，物体A在大小为10N的拉力F作用下，以0.3m/s的速度向右匀速运动了1m（不计滑轮与细绳间的摩擦及滑轮和绳的重力），若物体A与桌面间的摩擦力为1N，则拉力F做功的功率为 W，物体B克服重力做功 J。
25．如图甲所示是周朝时期的一种取水工具“辘轳”。图乙所示是“辘轳”的简化图，它属于简单机械中的 ；若想使人在提水时能更省力，可以适当增加摇柄中 （填“A”或“B”）的长度。
四、计算题
26．如图所示，用的拉力向上拉动绳子，使重为的物体内匀速升高．（不计绳重和摩擦）求：
(1)绳子自由端拉动的速度．
(2)动滑轮重．
(3)若用此滑轮组提升重为的物体时，绳端拉力又是多少？
27．如图所示，工人用滑轮组运送建材上楼，某次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m，所用的拉力为300N，滑轮与钢绳间的摩擦及绳重忽略不计。求：
(1)求动滑轮所受的重力；
(2)求钢绳自由端移动的距离；
(3)当所运送的建材重1100N时，工人作用在绳子上的拉力为多少。
28．在假期劳动实践活动中，小晋帮家里一起建房子。小晋用独轮车搬运砖块（如图甲所示），之后用如图乙所示的滑轮组将砖块运送到二层楼上。在某次搬运过程中，车斗与砖块的总质量为，独轮车的有关尺寸如图甲。若小晋所受的重力为，图乙中每个滑轮重力为。求：（不计及绳重和摩擦，取）
(1)竖直向上抬起独轮车车把时施加的力；
(2)小晋一次最多能提升多重的砖块。
五、综合题
29．如图所示，在杆秤的秤盘中放上物体，提起提纽，调节秤砣至B点后杆秤在水平位置平衡，测得cm，cm，回答下列问题：
(1)请在图中画出：动力的力臂。
(2)若秤砣的质量为3kg，则所称物体的质量为 kg。
(3)右图是我国古代劳动人民汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于定滑轮，其作用是 。
【链接中考】
1．（2026·新疆·中考真题）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．1.0NB．1.2NC．1.4ND．1.6N
2．（2026·山东烟台·中考真题）为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（ ）
A．是定滑轮，可以省力B．是动滑轮，可以省力
C．是定滑轮，可以改变力的方向D．是动滑轮，可以改变力的方向
3．（2026·山东威海·中考真题）图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为140N
B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm
C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm
D．健身器材提供的最大拉力为820N
4．（2026·河北·中考真题）图为三峡船闸的示意图。船闸利用 的特点实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮，使用这种滑轮 （选填“可以”或“不可以”）改变力的方向。
5．（2026·四川南充·中考真题）如图所示，重为100N的物体在水平拉力F为10N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了10m，则拉力所做的功为 J，滑轮组有用功的功率为 W。