暑假預(yù)習(xí)作業(yè)02 滑輪（預(yù)習(xí)培優(yōu)）解析版

一、定滑輪和動(dòng)滑輪

名稱定滑輪動(dòng)滑輪

//////////////////

雷金

0—

示意圖

T7□

GG

定義軸固定不動(dòng)軸可以隨被吊物體一起運(yùn)動(dòng)

實(shí)質(zhì)等臂杠桿動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿

特點(diǎn)不能省力，但是能改變動(dòng)力的方向能省一半的力，但不能改變動(dòng)力的方向

力臂關(guān)系

/i=h/!=2/2

F=G（理想情況）F-G/2（不考慮摩擦，動(dòng)滑輪重力）

力的關(guān)系

考慮摩擦?xí)r，尸與G不相等F=（Gw+GG/2（不考慮摩擦）

距離關(guān)系s=h3=2h

二、滑輪組

1.滑輪組：定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置。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.確定承擔(dān)物重繩子段數(shù)n的方法：在動(dòng)滑輪與定滑輪之間畫(huà)一條虛線，將它們隔離開(kāi)，只計(jì)算繞在動(dòng)

滑輪上的繩了段數(shù)，在圖甲中，有兩段繩了?吊著動(dòng)滑輪，n=2,圖乙中有三段繩了吊著動(dòng)滑輪，n=3°

2.力的關(guān)系：使用滑輪組時(shí)，不計(jì)繩重及摩擦，動(dòng)力；忽略動(dòng)滑輪重，則

其中n為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)。

3.距離關(guān)系：物體升高的距離為h,則繩子自由端移動(dòng)的距離為三砧（n表示該擔(dān)物重的繩了?段數(shù)）。

三、輪軸

1.輪軸：由具有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的大輪和小輪組成。通常把大輪叫作輪，小輪叫作軸。如圖所示。

2.輪軸也可看成杠桿的變形，軸心。為支點(diǎn)，大輪半徑R和小輪半徑r分別為動(dòng)力博和阻力臂。根據(jù)杠

桿原理可得KR=Q或5=5

卜2R

基礎(chǔ)檢測(cè)

1.使用時(shí)，的滑輪叫做動(dòng)滑輪。使用動(dòng)滑輪提升宣物時(shí)，如果兩邊繩子平行，動(dòng)滑輪可以看

作是一個(gè)為兩倍的杠桿，使用它可以，但不能改變O

【答案】隨物體一起運(yùn)動(dòng)動(dòng)力臂阻力臂省力力的方向

【詳解】［1］根據(jù)動(dòng)滑輪的定義，使用時(shí)隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫做動(dòng)滑輪。

⑵⑶動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是杠桿，其支點(diǎn)為固定端繩子與滑輪的接觸點(diǎn)，動(dòng)力臂為滑輪的直徑，阻力臂為滑輪的

半徑，因此動(dòng)滑輪可看作是動(dòng)力臂為阻力臂兩倍的杠桿。

［4］動(dòng)滑輪的特點(diǎn)之一是能省力，提升重物時(shí)可省一半的力，故此處填“省力”。

［5］動(dòng)滑輪只能省力，無(wú)法改變力的方向，拉力方向與物體上升方向一致。

2.如圖所示，這是一種健身用的簡(jiǎn)易拉力器，它的滑輪屬于（選填"定''或"動(dòng)”）滑輪，作用是改

變力的,不計(jì)繩重和摩擦，配重的重力為200N,人拉動(dòng)配重的最小力為No

【答案】定方向200

【詳解】定滑輪的軸固定不動(dòng)，動(dòng)滑輪會(huì)隨被拉物體一起運(yùn)動(dòng)。圖中滑輪的軸固定在墻面匕位置不變，

因此屬于定滑輪；定滑輪不省力，但可以改變力的方向，方便施力；

不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，定滑輪不省力，拉力大小等于配重的重力，因此最小拉力產(chǎn)=G=200N

3.如圖所示，小宣同學(xué)利用定滑輪提起重力為200N的物體，定滑輪本質(zhì)上是_____杠桿（選填“等臂”“省

力”或“費(fèi)力”），不計(jì)繩重和摩擦，則繩子拉力為N：,他向右行走時(shí)，物體勻速上升，繩子拉力尸

的大小將（選填“變大""變小''或"不變。

【詳解】定滑輪的軸固定不動(dòng)，其動(dòng)力臂和阻力臂均等于滑輪的半徑，因此定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿；不計(jì)

繩重和摩擦?xí)r，定滑輪不省力也不費(fèi)力，拉力大小等于物體的重力。已知物體重力為200N,因此繩子拉力

F=G=200N

當(dāng)小宣向右行走時(shí)，物體勻速上升，處于平衡狀態(tài)。由于定滑輪僅改變力的方向，不改變力的大小，且不

計(jì)繩重和摩擦，拉力始終等于物體重力。因此，繩子拉力廠的大小不變。

4.如圖所示，加在繩子末端的力尸與滑輪所提重物的重力G之訶的關(guān)系是（不計(jì)滑輪與繩子的重，不計(jì)摩

擦）。①/G（選填“＞，=”或“v"）；②“=G；③"=Go

【答案】=y1

【詳解】不計(jì)滑輪與繩子的重、不計(jì)摩擦。圖①中使用的是定滑輪，定滑輪不省力，則拉力尸二G。

圖②中使用的是滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)〃=2,則拉力F=

圖③中使用的是滑輪組，承擔(dān)物里的繩子股數(shù)〃=3,則拉力尸=

5.在圖所示兩個(gè)滑輪中，其中B是_____（選填"定''或"動(dòng)”）滑輪，它們組合在一起構(gòu)成一個(gè)滑輪組，當(dāng)

物體移動(dòng)1m時(shí)，繩子的自由端移動(dòng)距離是mo

【答案】動(dòng)3

【詳解】由圖可知，A滑輪的軸固定不動(dòng)，是定滑輪，B滑輪可以隨物體運(yùn)動(dòng)，是動(dòng)滑輪，它們組合在一起

構(gòu)成一個(gè)滑輪組：承擔(dān)物體的繩子段數(shù)〃=3,繩子自由端移動(dòng)的距離$=〃%=3xlm=3m.

6.如圖是鍛煉上肢力量的器械，向下拉握把時(shí)，下方的配重便向上運(yùn)動(dòng)。該器械中滑輪的作用是（）

A.改變拉動(dòng)距離B.改變力的方向C.減小拉動(dòng)的力D.減小拉力做功

【答案】B

【詳解】該器械中的滑輪位置固定不變，屬于定滑輪。定滑輪的特點(diǎn)是不省力、不省功，也不改變拉動(dòng)距

離，作用是改變力的方向。本題中向下拉握把就能讓配重向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)定滑輪改變了力的方向，故B符

合題意，ACD不符合題意。

故選B。

7.工人使用如圖所示的裝置提升重物，不計(jì)滑輪與繩重、繩與滑輪間的摩擦，下列關(guān)于滑輪與力的大小關(guān)

系說(shuō)法正確的是（）

甲乙

A.圖甲中的滑輪相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿B.圖乙中滑輪的痔點(diǎn)是可以省距離

C.圖甲中的滑輪比圖乙中的滑輪省力D.圖乙中的滑輪相當(dāng)于一個(gè)費(fèi)力杠桿

【答案】A

【詳解】A.圖甲中的滑輪是定滑輪，相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，不省力也不費(fèi)力，故A正確：

BD.圖乙中滑輪是動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪的特點(diǎn)是可以省力，是一個(gè)省力杠桿，但要費(fèi)距離，故BD錯(cuò)誤:

c.圖甲中的滑輪是定滑輪，相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，不省力也不費(fèi)力；圖乙中滑輪是動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪的特點(diǎn)

是可以省力，是一個(gè)省力杠桿，所以圖甲中的滑輪比圖乙中的滑輪費(fèi)力，故c錯(cuò)誤。

故選A。

8.如圖所示，用滑輪組將重為600N的物體勻速提升，不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦，拉力尸的大小為（）

A.200NB.300NC.600ND.I200N

【答案】B

【詳解】如圖，繩子段數(shù)為〃=2,拉力F的大小為F=|=^N=3OON,故選B。

9.（多選）一輛小汽車不小心陷進(jìn)了泥潭，司機(jī)按如圖所示的方式安裝滑輪組，可將小汽車從泥潭中拉出,

下列說(shuō)法正確的是（）

A.滑輪A是動(dòng)滑輪，可以省力，但不改變力的方向

B.滑輪A是動(dòng)滑輪，相當(dāng)于等臂杠桿

C.滑輪B是定滑輪，相當(dāng)于省力杠桿

D.滑輪B是定滑輪，不省力，但可以改變力的方向

【答案】AD

【詳解】軸位置固定不動(dòng)的是定滑輪，軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的是動(dòng)滑輪。本題中，滑輪A隨汽車一起運(yùn)動(dòng)，

是動(dòng)滑輪；滑輪B固定在墻壁上，軸位置不變，是定滑輪。

AB.動(dòng)滑輪的本質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，特點(diǎn)是省力，但不改變力的方向，故A正確，B錯(cuò)誤;

CD.定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿，特點(diǎn)是不省力，但可以改變力的方向，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選AD。

10.如圖，人在樓上用滑輪組提升重物，畫(huà)出滑輪組的繞繩方式。

【詳解】由圖可知，人在樓上用滑輪組提升事物，拉力方向需向上，因此繞繩時(shí)需從動(dòng)滑輪開(kāi)始。

，小試牛刀、

一.定滑輪和動(dòng)滑輪比較（共3小題）（易錯(cuò)★）

1.如圖（a）、（b）所示的滑輪應(yīng)用情景中，不計(jì)摩擦、繩重和滑輪重力。用大小為10N的刀尸分別勻速

提起甲、乙兩個(gè)物體，圖（b）中物體乙的重力大小為N：國(guó)旗桿頂部上的滑輪與

圖（選填5”或“b”）滑輪原理相同。

（a）（b）

【答案】20a

【詳解】［1］由圖知，（a）不隨貨物一起升降是定滑輪，本質(zhì)是等臂杠桿；（b）是動(dòng)滑輪，本質(zhì)是動(dòng)力臂

為阻力臂兩倍的省力杠桿；由圖：b）知，不計(jì)摩擦、繩重和滑掄重力，能省一半力，即拉力F=3G乙

則G乙=2F=2xl0N=20N

⑵旗手向下拉繩子，國(guó)旗徐徐上升，旗桿頂部安裝的滑輪的軸不隨國(guó)旅移動(dòng)，該滑輪是一個(gè)定滑輪，可以

改變動(dòng)力的方向，故國(guó)旗桿頂部上的滑輪與a滑輪原理相同。

2.如圖，甲、乙兩人將同一物體拉到樓頂上，不計(jì)滑輪重力和摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）

A.甲、乙兩人用力一樣大

B.甲使繩索移動(dòng)的距離大于乙使繩索移動(dòng)的距離

C.乙用力比甲小

D.甲乙使繩索移動(dòng)的距離相等

【答案】C

【詳解】AC.由甲乙兩圖可知，下圖的滑輪是定滑輪，乙圖的滑輪是動(dòng)滑輪，不計(jì)滑輪重和摩擦，則中的

拉力等于物體重力，乙的拉力等于物體重力的所以乙用力比甲小，故A錯(cuò)誤，C正確；

BD.將同一物體拉到樓頂，即物體上升高度相同，甲使繩索移動(dòng)距離等于物體上升的高度，乙使繩索移動(dòng)

距離等于物體上升高度的兩倍，所以甲使繩索移動(dòng)的距離小于乙使繩索移動(dòng)的距離，故BD錯(cuò)誤。

故選C。

3.如圖示，同一物體沿相同水平地面被滑輪或滑輪組勻速拉動(dòng)，拉力分別為B、尸2、不計(jì)滑輪與軸及

輕繩間的摩擦，比較它們的大小，則（）

【答案】C

【詳解】不計(jì)滑輪與軸及輕繩間的摩擦，假設(shè)物塊與地面的摩擦力為/,由于第一個(gè)圖中滑輪為定滑輪，使

用過(guò)程不省力，故

第二個(gè)圖中滑輪為動(dòng)滑輪，但乃處作用在動(dòng)滑輪上，費(fèi)2倍的力，所以

F2=2f

第三個(gè)圖中滑輪為動(dòng)滑輪，省一半的力，則

1

5

故三＞故CF確.

故選c。

二.動(dòng)滑輪中力、距離的計(jì)算（共5小題）（易錯(cuò)★）

4.如圖所示，用滑輪拉著一重為400N的物體向上勻速運(yùn)動(dòng)，重物上升了1m,該滑輪為（選填“動(dòng)”

或“定”）滑輪，不計(jì)滑輪重、繩重及輪軸間的摩擦，則拉力/為N,拉力移動(dòng)的距離為m。

F

【答案】動(dòng)2002

【詳解】該滑輪軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)，因此是動(dòng)滑輪；繩子的拉力尸=：G=Jx400N=200N

拉））移動(dòng)的距離s=2h=2xIm=2rn

5.如圖所示，在拉力尸的作用下，滑輪和物體A一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中，若不計(jì)滑輪、繩子和

彈簧測(cè)力計(jì)的重力以及滑輪與繩之間的摩擦,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是5N,則物體4所受的摩擦力是N,

則拉力尸是_______N。若滑輪移動(dòng)了2m,則物體A移動(dòng)了m。

【詳解】彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5N,所以卜.面一段繩子對(duì)物體的為力也是5N,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所受

拉力與摩擦力平衡，所以物體受到的摩擦力等于5N。因?yàn)槔ψ饔迷趧?dòng)滑輪軸上，所以可得

尸=2,f=2x5N=10N.動(dòng)滑輪由2段繩子承擔(dān)，若拉力尸端移動(dòng)了2m,則物體4移動(dòng)4m。

6.如圖所示小明組裝了甲、乙兩種滑輪，用來(lái)提升同一物體，G桁100N（不計(jì)繩重、滑輪重和摩擦），要

使物體豎直勻速提升4m。下列說(shuō)法中正確的是（）

甲乙

A.產(chǎn)產(chǎn)100N,并向上移動(dòng)8m

B.尸，尸100N,并向上移動(dòng)4m

C.F2=100N,并向上移動(dòng)2m

D.Fz=200N,并向上移動(dòng)2m

【答案】D

【詳解】AB.甲是普通動(dòng)滑輪，不計(jì)繩重、滑輪重和摩擦?xí)r，拉力4=?=U^?=5（）N

拉力移動(dòng)的距離s甲=2力=2x4m=8m,故AB錯(cuò)誤；

CD.對(duì)乙滑輪受力分析可得行=2G物=2xlOON=2OON

該用法費(fèi)兩倍的力，省一半距離，物體提升4m時(shí)，拉力向上移動(dòng)的距離電=4；=2m,或C錯(cuò)誤，D

正確.

故選D。

7.如圖所示，在滑輪上施加口等于10N的拉力，拉動(dòng)重為20N的物體向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體移動(dòng)的

速度為lm/s,不計(jì)繩與滑輪之間的摩擦，則物體受到的摩擦力/及滑輪移動(dòng)的速度I，（）

C./=5N、v=0.5m/sD./=20N、尸2m/s

【答案】C

【詳解】滑輪為動(dòng)滑輪，可知兩段繩子受力相等，總受力為ION,則物塊受到的拉力為gxlON=5N,因?yàn)?/p>

物塊勻速移動(dòng)，所以物塊受摩擦力也是5N,根據(jù)動(dòng)滑輪特點(diǎn)可知物塊每移動(dòng)1m,動(dòng)滑輪移動(dòng)0.5m,所以

%塊=2匕力輪，所以滑輪移動(dòng)速度0.5m/s,故選C。

8.小艷和老郭進(jìn)行一場(chǎng)“拔滑輪”匕賽。A為固定在地面的柱子，個(gè)艷、老郭所拉繩子對(duì)滑輪的拉力分別為K、

外，如圖所示，用、N均為繩子上的點(diǎn)。（忽略滑輪輪重以及輪與軸之間的摩擦力），則（）

小艷老郭

B.若N點(diǎn)向右移動(dòng)0.2m,則M點(diǎn)只向右移動(dòng)0.1m

C.小艷拉的那端更省力，小艷會(huì)獲勝

D.若M點(diǎn)向左移動(dòng)0.2m,則N點(diǎn)只向左移動(dòng)0.1m

【答案】D

【分析】本題以“拔滑輪”比賽為情境，裝置為動(dòng)滑輪的特殊使用形式：小艷拉動(dòng)繩子自由端M點(diǎn)，老郭拉

動(dòng)洱輪的軸N點(diǎn)。忽略滑輪自重與輪軸間摩擦，問(wèn)一根繩子」.的拉力處處相等，均為匕，需結(jié)合動(dòng)滑輪的

受力規(guī)律和距離關(guān)系對(duì)各選項(xiàng)逐一分析。

【詳解】AC.以動(dòng)滑輪為研究對(duì)象，滑輪靜止時(shí)水平方向受力平衡，老郭向右的拉力鳥(niǎo)等于兩段繩子向左

的拉力之和，即6=耳+耳=26

故耳工巴，小艷拉的一端更省力，但拔河獲勝取決于雙方最大拉力，若老郭最大拉力大于小艷最大拉力的2

倍，老郭會(huì)獲勝，因此“小艷會(huì)獲勝”不成立，故AC不符合題意：

BD.動(dòng)滑輪中繩子自由端〃點(diǎn)移動(dòng)距離4是滑輪N點(diǎn)移動(dòng)距離”的2倍，即》=2“。若N點(diǎn)向右移動(dòng)0.2m,

即s2=0.2m,即M點(diǎn)應(yīng)向右移動(dòng)s=25,=2x0.2m=0.4m

若時(shí)點(diǎn)向左移動(dòng)0.2m,即g=0.2m,則N點(diǎn)向左移動(dòng)的距離為s?=5=2|四=0」m

故B不符合題意，D符合題意。

故選D。

三.滑輪組繞線（共4小題）（易錯(cuò)★）

9.一輛汽車不小心陷進(jìn)了泥潭中，司機(jī)按如圖所示的方法安裝滑輪，可將汽車從泥潭中拉出，請(qǐng)你在圖中

畫(huà)出滑輪繩于中最省力的繞法。

【詳解】一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪最多可以讓3段繩子拉動(dòng)滑輪，最省力的繞法如圖所示。

10.如圖，為使得高鐵輸電線保持繃直狀態(tài)，保障列車電極與輸電線良好接觸，采用了圖1所示的墜坨牽

引裝置。請(qǐng)你在圖2中畫(huà)出滑輪組的繞線方式。

【詳解】左側(cè)固定在豎桿上、軸位置不變，是定滑輪；右側(cè)和輸電線相連、軸隨輸電線移動(dòng)，是動(dòng)滑輪,

該裝置依靠墜蛇的重力拉緊輸電線，墜蛇需要掛在繩子的自由端，按此要求繞線即可。

11.如下圖所示，某工人站在地面上使用由三個(gè)滑輪組成的滑輪組提升重物，請(qǐng)畫(huà)出最省力的繞繩方法。

【詳解】要使滑輪組最省力，需要承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多，所以要從動(dòng)滑輪繞起，依次繞過(guò)上面的定滑

輪、下面的動(dòng)滑輪，再繞過(guò)上面的另一個(gè)定滑輪。

12.如圖工人用滑輪組提升材料按要求完成作圖；

【詳解】人站在高臺(tái)上向卜拉繩子，可.以借助自身的體重（身體微微卜蹲或后仰）來(lái)幫助施力，感覺(jué)更輕

松、更穩(wěn)定。因此將繩子起點(diǎn)固定在定滑輪掛鉤，依次繞過(guò)動(dòng)滑輪、定滑輪，即可得到符合要求的繞線。

四.滑輪組中力、距離的計(jì)算（共5小題）（難

13.（多選）如圖所示的滑輪組，在拉力尸作用下，使重80N物體A沿水平地面勻速向左移動(dòng)了1m,物體

A與地面間摩擦力為30N,不計(jì)媚重、滑輪重以及滑輪與軸間摩擦，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.拉力〃為80N

B.該滑輪組既能省力又可以省距離

C.滑輪組的掛鉤對(duì)物體A的拉力為30N

D.繩子自由端移動(dòng)的距離為2m

【答案】CD

【詳解】AC.如圖所示的滑輪組繩子有效股數(shù)〃=2,物體A沿水平地面勻速向左移動(dòng)，物體A與地面間摩

擦力為30N,故物體A在水平方向受到平衡力作用，滑輪組掛鉤拉物體A的力等于摩擦力，為30N。

不計(jì)繩重、滑輪重以及滑輪與軸間摩擦，拉力尸='/=!X30N=15N

n2

故A錯(cuò)誤，C正確；

BD.該滑輪組能省力但不可以省距離，因?yàn)槔K端移動(dòng)的距離為物體A移動(dòng)的距離的2倍，即羯=2xlm=2m

故B錯(cuò)誤，D正確。

故選CD。

14.如圖為輸電線的牽引裝置。鋼繩通過(guò)滑輪組懸掛墜蛇，其中左側(cè)滑輪是______（選填"定’或"動(dòng)”）滑

輪；若某段時(shí)間內(nèi)墜蛇串下降了30cm,則輸電線人端向左移動(dòng)了cm（不考慮鋼繩的熱脹冷縮）。

鋼繩

輸電線

A-

后墜花

【答案】定15

【洋解】由圖可知，墜泥移動(dòng)時(shí)，左側(cè)滑輪的位置不會(huì)改變，所以左側(cè)滑輪是定滑輪。

圖中墜蛇掛在鋼繩的自由端，右側(cè)滑輪是動(dòng)滑輪，且〃=2,輸電線A端向左移動(dòng)，墜坨卜.降，則墜曲串卜

降高度〃=2必，墜蛇串下降了30cm,則輸電線A端向左移動(dòng)了SA=g〃=gx30cm=15cm

15.將物體A、B置于如圖所示的裝置中，物體B恰好勻速下降，已知A重60N,B重10N（不計(jì)繩重、

滑輪重及繩子與滑輪間的摩擦），下列說(shuō)法正確的是（）

A.物體A所受地面的摩擦方為60N

B.物體B下降Im,物體A向右移動(dòng)3m

C.若對(duì)A施加一個(gè)水平向左的拉力為40N,剛好使A勻速向左運(yùn)動(dòng)

D.勻速上升時(shí)，繩子對(duì)物體B的拉力等于20N

【答案】C

【詳解】A.物體B勻速下降，繩子拉力等于B的重力Gft=ION,動(dòng)滑輪有兩段繩子拉物體A,所以A

受到的拉力為2XI0N=20N