2024年人教版八年級(jí)物理講義：滑輪（知識(shí)解讀）（解析版）

12.2滑輪（知識(shí)解讀）（解析版）

知識(shí)導(dǎo)航

?知識(shí)點(diǎn)1滑輪及其工作特點(diǎn)

?知識(shí)點(diǎn)2滑輪組及其工作特點(diǎn)

?知識(shí)點(diǎn)3滑輪組和動(dòng)滑輪繩子拉力的計(jì)算

?知識(shí)點(diǎn)4斜面和輪軸以及滑輪組的設(shè)計(jì)與組裝

?作業(yè)鞏固訓(xùn)練

知識(shí)點(diǎn)1滑輪及其工作特點(diǎn)

知識(shí)點(diǎn)講解

1、滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫滑輪。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看

作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來(lái)分析。

2、滑輪分類：定滑輪和動(dòng)滑輪。

3、定滑輪工作特點(diǎn)：

①定滑輪使用時(shí)，滑輪的位置固定不變；定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不省力也不費(fèi)力，但可以

改變作用力方向。

②定滑輪的特點(diǎn)：通過(guò)定滑輪來(lái)拉鉤碼并不省力，通過(guò)或不通過(guò)定滑輪，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)

是一樣的，可見，使用定滑輪不省力但能改變力的方向。在不少情況下，改變力的方向會(huì)給

工作帶來(lái)方便。

③定滑輪的原理：定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿，動(dòng)力臂L、阻力臂L都等于滑輪半徑，根杠

桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的結(jié)論。

4、動(dòng)滑輪工作特點(diǎn)：

①動(dòng)滑輪使用時(shí)，滑輪隨重物一起移動(dòng)；動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，省之力，

多費(fèi)1倍距離。

②動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半力，費(fèi)距離；這是因?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪時(shí)，鉤碼由兩段繩

子吊著，每段繩子只承擔(dān)鉤碼重的一半。使用動(dòng)滑輪雖然省了力，但是動(dòng)力移動(dòng)的距離大于

鉤碼升高的距離，即費(fèi)了距離。

③動(dòng)滑輪的原理：動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動(dòng)力臂（L,）為阻力臂（L）二倍的杠桿。

’典例分析題型分類舉一反三

X___________/

【典例1-1】（2023秋?北流市期末）學(xué)校舉行升旗儀式，在旗桿頂端安裝的是（）

A.定滑輪B.動(dòng)滑輪C.滑輪組D.杠桿

【答案】A

【解答】解：升旗時(shí)，人站在地面上，向下拉動(dòng)繩子，旗幟上升。

A、定滑輪不能省力，但可以改變力的方向，人在下面拉動(dòng)繩子，旗幟就會(huì)上升，故A

正確；

B、動(dòng)滑輪不能改變力的方向，要使旗幟上升，拉力也要向上，故B錯(cuò)誤；

C、滑輪組中既有定滑輪也有動(dòng)滑輪，不一定能改變力的方向，故C錯(cuò)誤；

D、杠桿不符合實(shí)際，不一定能改變力的方向，故D錯(cuò)誤。

故選：Ao

【典例1-2】（2023秋?常州期末）如圖所示，使用滑輪分別按甲、乙兩種方式勻速提升同一

重物，不計(jì)滑輪自重，不計(jì)繩重及輪、軸間摩擦，使用甲裝置的好處是省一半力；

使用乙裝置的好處是改變力的方向。

甲乙

【答案】省一半力；改變力的方向。

【解答】解：由圖可知，甲為動(dòng)滑輪，其使用時(shí)的好處是可以省一半力;

乙為定滑輪，其使用時(shí)的好處是可以改變力的方向。

故答案為：省一半力；改變力的方向。

【變式1-1]（2023春?臨沂期末）小明利用如圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械移動(dòng)物體A時(shí)，當(dāng)沿不同

方向分別用Fi、F2、F3的力，以不同速度勻速拉動(dòng)物體時(shí)，忽略繩子與滑輪的摩擦，下

列說(shuō)法中正確的是（)

A.F1=F2=F3B.F1<F2<F3C.F1>F2>F3D.F1=F2〈F3

【答案】A

【解答】解：由圖可知，圖中滑輪是定滑輪，定滑輪不能省力，因?yàn)槲矬wA勻速運(yùn)動(dòng)，

所以Fi、F2、F3都與物體A受到地面的摩擦力相等，所以三種拉法所用拉力一樣大，故

BCD錯(cuò)誤；故A正確。

故選：Ao

【變式1-2]（2023春?興寧市期末）如圖所示，分別利用甲、乙兩滑輪勻速提升重力均為

60N的物體，其中甲滑輪的優(yōu)點(diǎn)是能改變施力的方向，若滑輪重力、繩重和摩擦均

不計(jì)，分別用力FA、FB和Fc勻速提起重物時(shí)，F(xiàn)c=30N,FA=FB（選填“>”、

甲乙

【答案】能改變施力的方向；30；=。

【解答】解：甲滑輪是定滑輪，它能改變施力的方向，但不能省力，故FA=FB；物體重

60N,乙是動(dòng)滑輪，能省一半的力，故Fc=30N。

故答案為：能改變施力的方向；30；=。

知識(shí)點(diǎn)2滑輪組及其工作特點(diǎn)

知識(shí)點(diǎn)講解

1、定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組;使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的

方向，但要費(fèi)距離。

2、使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是物重的幾分之一,

即動(dòng)力F=迪也若忽略滑輪重，則有F=逑；其中n為承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)。

nn

3、用滑輪組提升物體時(shí)，雖然省了力，但是費(fèi)了距離，滑輪組有幾段繩子吊著物體，繩子

自由端移動(dòng)的距離就是重物升高距離的幾倍；設(shè)物體升高的距離為h,則繩子自由端移動(dòng)的

距離為s=nh（n表示承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)）。

’典例分析題型分類舉一反三

X___________/

【典例2-1】（2023春?市南區(qū)期末）簡(jiǎn)單機(jī)械在生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤

的是（）

A.旗桿頂部的定滑輪，能夠改變力的方向

B.電動(dòng)起重機(jī)里的動(dòng)滑輪，可以省力但不改變用力方向

C.天平是等臂杠桿

D.利用滑輪組提升物體可以省力但不能改變用力方向

【答案】D

【解答】解：A、旗桿頂部的定滑輪，能夠改變力的方向，故A正確；

B、電動(dòng)起重機(jī)里的動(dòng)滑輪，可以省力但不改變用力方向，故B正確；

C、天平是等臂杠桿，故C正確；

D、利用滑輪組提升物體可以省力也可以改變用力方向，故D錯(cuò)誤。

故選：D。

【典例2-2]（2023春?寶豐縣期末）如圖所示，用水平向左的拉力F拉著物體在地面上做勻

速直線運(yùn)動(dòng)，B為動(dòng)滑輪（選填"A”或"B”）；當(dāng)物體向左移動(dòng)1.5m時(shí)，則繩子自

由端移動(dòng)4.5m。

yA￡月

【答案】B；4.5o

【解答】解：（1）定滑輪的軸是固定的，動(dòng)滑輪的軸與物體一起運(yùn)動(dòng)，則滑輪A是定滑

輪，滑輪B是動(dòng)滑輪；

（2）由圖知，n=3,繩子自由端移動(dòng)的距離為：s=3s物=3X1.5m=4.5m。

故答案為：B；4.5o

【變式2-1]（2023春?蓮池區(qū)校級(jí)期末）如圖是一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機(jī)械，借助

這種機(jī)械可以將較重的物體搬運(yùn)到高處，某人借助該機(jī)械吊起一輛摩托車。不計(jì)繩和機(jī)

械自重，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.圖中A部分可等效為定滑輪

B.該機(jī)械既可省力，也能改變力的方向

C.圖中B部分可等效為動(dòng)滑輪

D.若繩子被拉下6m時(shí)，摩托車上升1m

【答案】D

【解答】解：AC、提升物體時(shí)，A的軸的位置固定不動(dòng)，屬于定滑輪；B和物體一起移

動(dòng)，屬于動(dòng)滑輪，故A、C正確；

B、利用該滑輪組裝置既能省力，又能改變力的方向，故B正確。

D、由圖知，A、B組成滑輪組，n=5,則拉力端移動(dòng)距離s=5h；人將繩拉下5m時(shí)，

摩托上升的高度h=1m,故D錯(cuò)誤。

故選：D。

【變式2-2］（2023春?歷下區(qū)期末）兩個(gè)滑輪用如圖所示的方式組合，用力F拉動(dòng)繩端時(shí),

滑輪甲的作用是改變力的方向，當(dāng)物體移動(dòng)0.1m時(shí)，繩端移動(dòng)0.2m。

【答案】改變力的方向；0.2。

【解答】解：根據(jù)題圖，甲是定滑輪，可以改變力的方向，使用的滑輪組n=2,繩子的

自由移動(dòng)的距禺s=ns物=2X0.lm=0.2m。

故答案為：改變力的方向；0.2o

知識(shí)點(diǎn)3滑輪組和動(dòng)滑輪繩子拉力的計(jì)算

知識(shí)點(diǎn)講解

1、使用滑輪組時(shí)(忽略摩擦阻力)：滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的力就是物

重的幾分之一,即動(dòng)力F=逑警；若忽略滑輪重，則有F=『；其中n為承擔(dān)物重的繩

子的段數(shù).

其中：F拉一拉力，G動(dòng)一動(dòng)滑輪的重力，G物一被提升物體的重力，n—吊住動(dòng)滑輪繩子的段

數(shù)。

2、使用動(dòng)滑輪時(shí)，條件不同，拉力的計(jì)算方法也不同。

(1)物體在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)：當(dāng)動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，

拉力等于物體重力的n分之一；當(dāng)繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體

和動(dòng)滑輪重力之和的n分之一；實(shí)際情況下，動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦都無(wú)法

忽略不計(jì)，那么拉力等于物體重力除以n和機(jī)械效率的乘積。

(2)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)：當(dāng)動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉

力等于物體所受摩擦力的n分之一；當(dāng)繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于

物體所受摩擦力的n分之一；實(shí)際情況下，動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦都無(wú)法忽

略不計(jì)，那么拉力等于物體所受摩擦力除以n和機(jī)械效率的乘積.(注：n為滑輪的股數(shù))。

’典例分析題型分類舉一反三

【典例3-1】(2023春?仁和區(qū)期末)如圖所示，用三個(gè)滑輪分別拉同一個(gè)物體，沿同一水平

面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所用的拉力分別是Fi、F2、F3,其中最小的力為()

(a)(b)(c)

A.FiB.F2C.F3D.一樣大

【答案】B

【解答】解：

用三個(gè)滑輪分別拉同一個(gè)物體，沿同一水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)影響摩擦力大小的

因素可知，物體受到水平面的摩擦力大小相等，設(shè)物體與水平面間的摩擦力為f,

不計(jì)滑輪重和繩子與滑輪之間的摩擦，

(a)圖滑輪為定滑輪，由定滑輪的特點(diǎn)可知，拉力Fi=f；

（b）圖滑輪為動(dòng)滑輪，F(xiàn)2作用在繩端，由動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可知，拉力F2=』f;

2

（c）圖滑輪為動(dòng)滑輪，但F3作用在動(dòng)滑輪的軸上，滑輪受到向左的拉力F3等于向右的

力2f,即F3=2f；

所以可得：F2<F1<F3,故最小的力為F2。

故選：Bo

【典例3-21（2023春?桐城市期末）用圖甲的滑輪組提升重400N的物體，已知拉力F為150N,

不計(jì)繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示，反映繩子自由端運(yùn)動(dòng)的圖

線是A（選填"A”或"B”），動(dòng)滑輪重50No

【答案】A；50。

【解答】解：（1）由圖甲知，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3,則繩子自由端移動(dòng)的距離s=

3h,

由圖乙知，t=2s時(shí)，SA=3SB,因此圖乙中圖線A是繩子自由端運(yùn)動(dòng)的s-t圖像，圖線

B是物體運(yùn)動(dòng)的s-t圖像；

（2）不計(jì)繩重和摩擦，由（G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力：

n

G動(dòng)=3F-G=3X150N-400N=50N。

故答案為：A；50。

【典例3-3】（2023春?莆田期末）如圖所示，搬運(yùn)工人用滑輪組提升重為540N的物體，以

0.2m/s的速度勻速上升了10秒，搬運(yùn)工人所用的拉力為200N.（不計(jì)繩重和繩與滑輪的

摩擦）求：

（1）物體上升的高度；

（2）繩子自由端移動(dòng)的距離；

（3）動(dòng)滑輪的重力。

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】解：（1）由丫=且可得，物體上升的高度：

t

h=s=vt=0.2m/sX10s=2m；

（2）由圖可知，重物由3段繩子承擔(dān)，所以：

繩子自由端移動(dòng)的距離為：S繩=3h=3X2m=6m；

（3）由圖可知，重物由3段繩子承擔(dān)，故：

F=—G,§=—X（G物+G動(dòng)）,

n3

所以G動(dòng)=3F-G物=3X200N-540N=60N。

答：（1）物體上升的高度為2m；

（2）繩子自由端移動(dòng)的距離為6m；

（3）動(dòng)滑輪的重力為60N。

【變式3-1］（2020春?江州區(qū)期末）用如圖所示滑輪組提起重G=320N的物體，整個(gè)裝置

靜止時(shí)，作用在繩自由端的拉力F=200N,則動(dòng)滑輪自身重力是（繩重及摩擦不計(jì)）（）

A.120NB.80NC.60ND.無(wú)法計(jì)算

【答案】B

【解答】解：由圖可知，n=2,

由題知，G物=320N,F=200N,

:不考慮繩重和摩擦，F(xiàn)=1（G物+G輪），即：200N=l（320N+G輪），

22

二動(dòng)滑輪重：Gft=80No

故選：Bo

【變式3-2］（2022秋?虹口區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，F(xiàn)i=10N,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6N,物

體A靜止于水平面上，物體B在物體A表面向左勻速運(yùn)動(dòng)了0.2m（不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、

滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦），則動(dòng)滑輪掛鉤上繩子的拉力為4N,

若增大F2,則物體A相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為靜止（填“向左運(yùn)動(dòng)”、“向右運(yùn)動(dòng)”

或“靜止”）。

【答案】4；靜止。

【解答】解：對(duì)定滑輪受力分析可知，定滑輪受到向左的彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F拉、向右的

三股繩子拉力3F2,定滑輪處于受力平衡狀態(tài)，由二力平衡可得F拉=3F2=6N,

解得F2=2N,

對(duì)動(dòng)滑輪受力分析可知，動(dòng)滑輪受到兩股向左的繩子拉力2F2、向右的繩子拉力Fo,由

二力平衡可得FO=2F2=2X2N=4N,

故可得動(dòng)滑輪掛鉤上繩子的拉力為4N。

若增大F2,此時(shí)物體B在豎直方向上仍處于受力平衡狀態(tài)，物體B與物體A之間的壓力

和粗糙程度不變，故可知物體A受到物體B的摩擦力不變，故物體A的受力情況不變,

則其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也不變，故物體A仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。

故答案為：4；靜止。

【變式3-3］（2023春?花山區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，利用滑輪組裝置勻速拉動(dòng)水平面上質(zhì)量

是10千克的物體，己知物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為重力的01倍，動(dòng)滑輪重2N,

物體被拉動(dòng)的速度是01米/秒，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦力。g=10N/kg,求：

（1）物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力是多少？

（2）拉力F的大小是多少？

（3）拉力F在10秒內(nèi)移動(dòng)的距離是多少？

【答案】(1)物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力是ION；

(2)拉力F的大小是4N；

(3)拉力F在10秒內(nèi)移動(dòng)的距離是3m。

【解答】解：(1)物體的重力G=mg=10kgX10N/kg=100N,

物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力f=0.1G=0.1X100N=ION；

(2)物體勻速運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，滑輪組對(duì)物體的拉力F物=f=10N,

從圖中可知n=3,不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦力，拉力F=JL(G動(dòng)+F物)=」X(2N+10N)

33

=4N；

(3)物體在10s內(nèi)移動(dòng)的距離s=vt=O.lm/sX10s=lm,

拉力F在10秒內(nèi)移動(dòng)的距離s'=ns=3*lm=3m。

答：(1)物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力是ION；

(2)拉力F的大小是4N；

(3)拉力F在10秒內(nèi)移動(dòng)的距離是3mo

知識(shí)點(diǎn)4斜面和輪軸以及滑輪組的設(shè)計(jì)與組裝

知識(shí)點(diǎn)講解

1、滑輪組的設(shè)計(jì)：

第一步：確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)。首先算出承擔(dān)所要拉起重物與動(dòng)滑輪的自重所需要的繩子的根

數(shù)n,其方法和滑輪組繩子的繞法中的方法相同，然后我們根據(jù)每?jī)筛K子需要一個(gè)動(dòng)滑輪

來(lái)確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)。當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的固定端應(yīng)拴在定滑輪上，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)N=會(huì)

當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的固定端應(yīng)拴在動(dòng)滑輪上，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)

第二步：確定定滑輪的個(gè)數(shù)。一般情況下，定滑輪的個(gè)數(shù)由繩子的段數(shù)n和拉力的方向共同

決定。當(dāng)n為奇數(shù)且拉力方向向下時(shí)，定滑輪的個(gè)數(shù)應(yīng)為雷；拉力的方向向上時(shí)，定滑輪

的個(gè)數(shù)為三.當(dāng)n為偶數(shù)且方向向下時(shí)，定滑輪的個(gè)數(shù)為務(wù)方向向上時(shí)，定滑輪的個(gè)

數(shù)為T一1。

2、滑輪組繩子的繞法：

第一步：確定繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子的根數(shù)。首先根據(jù)題目中的條件，如繩子能承受的最大拉力

F、要承擔(dān)的重物G物和動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)，計(jì)算出承擔(dān)物重所需繩子段數(shù)H等+等，如果

算出的繩子段數(shù)不是整數(shù)，一律進(jìn)一位。例如：所得結(jié)果為"3.4時(shí)，我們應(yīng)選擇繩子的根

數(shù)為4o

第二步：確定繩子固定端的位置和繩子的繞法。當(dāng)繩子的根數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的固定端應(yīng)

拴在定滑輪上，開始繞繩子；當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的固定端應(yīng)拴在動(dòng)滑輪上，開始繞繩子。

3、輪軸

(1)輪軸：由輪和軸組成的，能繞共同的軸線旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單機(jī)械叫做輪軸。例如汽車方向盤、

轆護(hù)等。

(2)輪軸的實(shí)質(zhì)：輪軸相當(dāng)于一個(gè)杠桿，輪和軸的中心0是支點(diǎn)，作用在輪上的力是動(dòng)力

F,,作用在軸上的力是阻力F2,輪半徑0A就是杠桿的動(dòng)力臂11,軸半徑0B就是杠桿的阻力

臂ho

(3)輪軸的特點(diǎn)：因?yàn)檩啺霃酱笥谳S半徑，即杠桿的動(dòng)力臂大于阻力臂，所以作用在輪上

的動(dòng)力匕總小于作用在軸上的阻力Fz.使用輪軸可省力，但是動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于

用輪軸提升的重物(鉤碼)所通過(guò)的距離。

(4)輪軸的公式：RR=Fzr；

4、斜面

(1)斜面是簡(jiǎn)單機(jī)械的一種，可用于克服垂直提升重物的困難。將物體提升到一定高度時(shí)，

力的作用距離和力的大小都取決于傾角。如物體與斜面間摩擦力很小，則可達(dá)到很高的效率。

(2)用F表示力，L表示斜面長(zhǎng)，h表示斜面高，物重為G.不計(jì)阻力時(shí)，根據(jù)功的原理得

FL=Gh,斜面傾角越小，斜面越長(zhǎng)，則越省力，但越費(fèi)距離。日常生活中常見的斜面，如盤

山公路、螺絲釘上的螺紋等。

’典例分析題型分類舉一反三

【典例4-1】(2023春?韓城市期末)使用下列機(jī)械時(shí)，用大小相等的拉力F,能勻速移動(dòng)最

重貨物的是(不計(jì)機(jī)械自重和摩擦)()

定滑輪

【答案】D

【解答】解：

A、A中是定滑輪，使用它不省力，故Gi=F；

B、B中是動(dòng)滑輪，使用它可以省一半的力，故G2=2F；

C、C中是杠桿，設(shè)每一小格的長(zhǎng)度為L(zhǎng),根據(jù)杠桿平衡條件可知，G3?2L=F?3L,解得

G3=3F；

2

D、D中是斜面，根據(jù)機(jī)械功原理可知，G4Xlm=FX3m,解得G3=3F,

由此可知G4>G2>G3>G1?

故選：D。

【典例4-2】（2023秋?漢中期末）如圖甲所示是某一風(fēng)景區(qū)的盤山公路，之所以要把上山的

公路修成這般模樣，是因?yàn)楸P山公路相當(dāng)于簡(jiǎn)單機(jī)械中的斜面，使用它可以省

力。圖乙和圖丙所示為生活中常見的兩種釘子，其中與盤山公路的力學(xué)原理相同的是

圖乙（選填“乙”或“丙”）釘子。

甲乙丙

【答案】斜面；力；乙。

【解答】解：（1）盤山公路相當(dāng)于簡(jiǎn)單機(jī)械中斜面，斜面加長(zhǎng)了運(yùn)動(dòng)距離，但可以省力，

故盤山公路修成了斜面形；

（2）圖乙和圖丙所示為生活中常見的兩種釘子，其中圖乙的螺絲釘上的一圈圈螺紋的長(zhǎng)

相當(dāng)于斜面的長(zhǎng)度，使用斜面可以省力，所以與盤山公路的力學(xué)原理相同的是圖乙。

故答案為：斜面；力；乙。

【典例4-3】（2023秋?清遠(yuǎn)期末）如圖，用滑輪組沿水平地面拉動(dòng)小車前進(jìn)，畫出最省力繞

【解答】解：

滑輪組通過(guò)動(dòng)滑輪繩子股數(shù)越多越省力，根據(jù)題意滑輪組最省力的繞法是繩子股數(shù)最多,

即三股繞線的方法。如圖所示：

【變式4-1］（2023春?安次區(qū)期末）如圖所示，AOBC,把同一物體分別沿光滑斜面AC、

BC以相同的速度勻速推上頂端，推力分別為Fi、F2,功率分別為Pi、P2,則（）

A.FI<F2PI=P2

B.FI<F2P1<P2

C.FI=F2P1=P2

D.FI<F2P1>P2

【答案】B

【解答】解:

(1)不計(jì)摩擦，AOBC,則可知斜面AC的傾斜角度小于BC,所以物體沿AC運(yùn)動(dòng)時(shí)

推力較小，即F1VF2;

(2)已知物體運(yùn)動(dòng)的速度相同，F(xiàn)I<F2,根據(jù)公式P=*=典.=Fv可知，沿AC運(yùn)動(dòng)

tt

時(shí)推力Fl做功的功率較小，即P1<P2;

通過(guò)以上分析可知B正確。

故選：B?

【變式4-2](2022秋?硯山縣校級(jí)期末)扇車又稱風(fēng)車，是漢代發(fā)明的清除糠枇(bi)的農(nóng)

機(jī)具，由車架、外殼、喂料斗及調(diào)節(jié)門等構(gòu)成。傳統(tǒng)的揚(yáng)谷方法是如圖甲所示的場(chǎng)景圖：

在有風(fēng)的時(shí)候，將谷粒拋撒向空中，糠枇被風(fēng)吹走了，而籽粒就落在了地上，這樣就很

好地實(shí)現(xiàn)了糠、粒分離。到西漢時(shí)期，出現(xiàn)了如圖乙所示專門清除糠枇的旋轉(zhuǎn)式風(fēng)扇車，

大大提高了人們的勞動(dòng)效率，工作時(shí)手搖風(fēng)扇，開啟調(diào)節(jié)門，讓谷物緩緩落下，谷殼及

輕雜物被風(fēng)力吹出機(jī)外。

(1)無(wú)論是采用“傳統(tǒng)的揚(yáng)谷”方式還是采用“扇車”分離方式，都是在風(fēng)力作用下使

質(zhì)量不同的物體分開，其基本原理相同。力作用在質(zhì)量不同的物體上時(shí)，質(zhì)量小的物體

運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易(選填“容易”或“不容易”)改變，這是因?yàn)橘|(zhì)量大的物體具有的慣

性大。

(2)“扇車”中谷殼及輕雜物被風(fēng)力吹出機(jī)外，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀

,8o

(3)風(fēng)扇搖手柄設(shè)計(jì)成輪軸是為了省力(選填“省力”或“省距離”)。

甲乙

【答案】（1）容易；慣性；（2）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；（3）省力

【解答】解：（1）無(wú)論是采用“傳統(tǒng)的揚(yáng)谷”方式還是采用“扇車”分離方式，都是在

風(fēng)力作用下使質(zhì)量不同的物體分開，其基本原理相同。力作用在質(zhì)量不同的物體上時(shí)，

質(zhì)量小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，這是因?yàn)橘|(zhì)量大的物體具有的慣性大。

（2）“扇車”中谷殼及輕雜物被風(fēng)力吹出機(jī)外，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

（3）風(fēng)扇搖手柄設(shè)計(jì)成輪軸是為了省力，因?yàn)檩啺霃酱笥谳S半徑。

故答案為：（1）容易；慣性；（2）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；（3）省力。

【變式4-3］（2023秋?信宜市期末）用如圖所示的滑輪組將水桶勻速提升，請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫

線代替繩子畫出連接滑輪組最省力的繞法。

【答案】.

【解答】解：人站在高處利用滑輪組提升水桶，對(duì)繩子自由端拉力應(yīng)向上，據(jù)此由外向

內(nèi)畫出滑輪組的繞線方式，有三段繩子承擔(dān)物重，為最省力的繞法，如圖所示：

鞏固訓(xùn)練

1.（2020春?牡丹區(qū)期末）如圖所示，人對(duì)繩的拉力都是F,將各重物勻速提起。不計(jì)動(dòng)滑

【解答】解：在不考慮動(dòng)滑輪重的條件下，

A、圖中所示是定滑輪，不能省力，拉力F=Gi,即Gi=F；

B、圖中所示是動(dòng)滑輪，拉力F=2G2,即G2=2F；

2

C、圖中所示是滑輪組，有三段繩子承擔(dān)總重，F(xiàn)=1G3,即G3=3F；

3

D、圖中所示是滑輪組，有兩段繩子承擔(dān)總重，F(xiàn)=1G4,即G4=2F；

2

故選：Co

2.（2023春?武安市期末）動(dòng)滑輪的作用是（）

A.既省力，又能改變施力方向

B.雖省力，但不能改變力的方向

C.雖不省力，但能改變施力方向

D.既不省力，也不能改變施力方向

【答案】B

【解答】解：動(dòng)滑輪本質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，所以可以省力，但不能改變力

的方向。

故選:Bo

3.（2023秋?雁塔區(qū)校級(jí)期末）下列簡(jiǎn)單機(jī)械在正常使用時(shí)（不計(jì)機(jī)械自重），不能省力的

【答案】C

【解答】解：不計(jì)機(jī)械自重，在理想狀況下：

A、鉗子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)功的原理可知，克服物體重力所做的功Gh=FL,則拉力F=S!Z,根據(jù)直角三角

L

形的特點(diǎn)可知，L>h,所以F<G,即使用斜面可以達(dá)到省力的目的，故B錯(cuò)誤；

C、由圖可知，這是一個(gè)定滑輪，根據(jù)定滑輪的特點(diǎn)可知，F(xiàn)=G,即定滑輪不能省力，

故C正確；

D、由圖可知，這是一個(gè)動(dòng)滑輪，根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可知，使用圖中動(dòng)滑輪能省一半力,

故D錯(cuò)誤。

故選：Co

4.（2023春?通許縣期末）如圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械，忽略各種摩擦及杠桿和滑輪的重力，當(dāng)提

”3

【答案】A

【解答】解：由題知，忽略各種摩擦及杠桿和滑輪的重力：

A、由圖知，重物拉力的力臂Li=L,拉力Fi的力臂L2=3L,

由杠桿平衡條件可得：GXLI=FIXL2,

GXL=FIX3L,

解得：FI=AG；

3

B、圖中使用的是斜面，F(xiàn)2s=Gh,動(dòng)力：F2=AG=J^XG=1G；

s2m2

C、圖中使用的是動(dòng)滑輪，使用動(dòng)滑輪，省一半的力，F(xiàn)3=1G；

2

C、圖中使用的是滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2,則F4=1G。

2

可見，F(xiàn)i最小、最省力。

故選：Ao

5.（2023春?湯陰縣期末）如圖所示，物重為G的物體在不同簡(jiǎn)單機(jī)械中均處于平衡狀態(tài)（不

計(jì)機(jī)械自重和摩擦），拉力Fi、F2、F3的大小關(guān)系是（）

A.F3<FI<F2B.F2<FI<F3C.F1<F3<F2D.F2<F3<FI

【答案】B

【解答】解：由題知，不計(jì)機(jī)械自重和摩擦；

（1）第一幅圖中L1=L2,為等臂杠桿，由杠桿平衡條件可得Fi=G；

（2）第二幅圖是滑輪組，承擔(dān)總重的繩子段數(shù)n=3,則F2=2G；

3

（3）第三幅圖是動(dòng)滑輪，但動(dòng)力作用在軸上，費(fèi)一倍的力，則F3=2G；

由此可知F2<FI<F3,故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選：Bo

6.（2023春?渦陽(yáng)縣期末）一輛小汽車陷進(jìn)了泥潭，司機(jī)按圖所示的甲、乙兩種方式安裝滑

輪，均可能將小汽車從泥潭中拉出。你認(rèn)為甲方式中滑輪的作用是改變力的方向；

設(shè)兩種方式將汽車?yán)龅淖钚×Φ拇笮》謩e是Fi、F2；則6>F2（填“或

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】解：甲中使用的是定滑輪，不省力，但能改變用力的方向;

乙中使用的是動(dòng)滑輪，可以省力，但費(fèi)一倍的距離；

所以，F(xiàn)1>F2O

故答案為：改變力的方向；>。

7.（2023春?永年區(qū)期末）盤山公路可模擬為簡(jiǎn)單機(jī)械中的斜面，與直線上山的公路

相比，盤山公路的優(yōu)點(diǎn)是省力，旗桿上裝有定滑輪，利用它來(lái)升國(guó)旗，目的是改

變力的方向。

【答案】斜面；省力；改變力的方向。

【解答】解：斜面加長(zhǎng)了運(yùn)動(dòng)距離，但可以省力，故盤山公路修成了斜面形；

要把國(guó)旗升到旗桿頂端，就需要站在地面上而對(duì)國(guó)旗施加一個(gè)向上的力，由于定滑輪能

夠改變力的方向，國(guó)旗桿頂端裝有定滑輪，利用它來(lái)升國(guó)旗，可以改變改變施加力的方

向。

故答案為：斜面；省力；改變力的方向。

8.（2023秋?建湖縣期末）擰螺帽時(shí)，用圖甲b的握法更容易擰緊，原因是在相同條件下，

該種握法增大了動(dòng)力臂；如圖乙，旗桿頂部裝配一個(gè)定滑輪,目的是能改變

施力的方向。

【答案】動(dòng)力臂；定；施力的方向。

【解答】解：擰螺帽時(shí)，用圖甲b的握法更容易擰緊，原因是在相同條件下，該種握法

增大了動(dòng)力臂；如圖乙，旗桿頂部裝配一個(gè)定滑輪，目的是能改變施力的方向。

故答案為：動(dòng)力臂；定；施力的方向。

9.（2023春?趙縣期末）一輛汽車陷進(jìn)了泥潭，司機(jī)按如圖所示方式安裝滑輪，將汽車從泥

潭中拉出，此滑輪為動(dòng)（選填“定”或“動(dòng)”）滑輪，使用它可以省力（選填

“省力”或“省功”）；若汽車重為L(zhǎng)OXIO,N,若所受阻力為車重的0.08倍,則勻速拉

動(dòng)時(shí)的汽車牽引力是800N,不計(jì)滑輪重、繩重及機(jī)械內(nèi)部的摩擦，則繩端拉力F

為400No

【答案】動(dòng)；省力；800；400。

【解答】解：如圖所示，圖中的滑輪是動(dòng)滑輪，可以省力；汽車所受阻力為車重的0.08

倍，f=0.08G=0.08X1.0X104N=800N=F使用動(dòng)滑輪可以省一半力，不計(jì)滑輪重、

繩重及機(jī)械內(nèi)部的摩擦，圖中繩端拉力:F=f=[X800N=400N,則繩子的拉力F為400N。

2

故答案為：動(dòng)；省力；800；400?

10.（2023春?德慶縣期末）如圖所示用甲、乙兩滑輪組勻速提升重物A,重物A的重力是

600N,不計(jì)動(dòng)滑輪重及摩擦，繩子的拉力Fz為300N：若將重物A提高1m,則甲

滑輪組中繩子的自由端移動(dòng)的距離為3m；若乙滑輪組中繩子的自由端移動(dòng)的速度

為40cm/s,則重物A移動(dòng)的速度為0.2m/So

AA

甲乙

【答案】300；3；0.2o

【解答】解：由圖知，甲、乙兩個(gè)滑輪組承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n甲=3,n乙=2,

不計(jì)動(dòng)滑輪重及摩擦，乙滑輪組繩端拉力：

F=-^-G=AX600N=300N；

n乙2

根據(jù)s=nh可知，甲滑輪組中繩子的自由端移動(dòng)的距離為：

s甲=n甲h=3義Im—3m；

根據(jù)v曰=nv物可知，重物A移動(dòng)的速度為：

VA=—―v自乙=工X40cm/s=20cm/s=0.2m/s。

n乙2

故答案為:300；3；0.2o

11.（2023秋?漢中期末）工人站在地面用力拉繩，把一輛陷入泥濘中的小車用滑輪組拉出

來(lái)。請(qǐng)?jiān)谌鐖D所示的滑輪組上畫出最省力的繞繩方法。

【解答】解：要求最省力，則與動(dòng)滑輪相連的繩子的段數(shù)為3