滑輪 專項(xiàng)訓(xùn)練-2023年中考物理一輪復(fù)習(xí)（原卷版+解析）

專題29滑輪

【考點(diǎn)分析】

早下考點(diǎn)考試題型難易度

定滑輪選擇題、填空題★

動滑輪選擇題、填空題★★

簡單機(jī)械

滑輪組選擇題、填空題、計(jì)算題★★

機(jī)械效率選擇題、填空題、計(jì)算題★★★

【知識點(diǎn)總結(jié)+例題講解】

一、定滑輪:

1.滑輪：

(1)定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動的輪子叫滑輪。

(2)特點(diǎn)：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

來分析。

(3)分類：根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動滑輪。

2.定滑輪：

(1)定義：工作時(shí)，中間的軸固定不動的滑輪叫定滑輪；如下左圖所示。

(2)實(shí)質(zhì)：是個(gè)等臂杠桿；(如下中圖所示)

軸心0點(diǎn)固定不動為支點(diǎn)，其動力臂和阻力臂都等于圓的半徑r,

根據(jù)杠桿的平衡條件：FILFFL可知F=G,所以不省力。

(3)特點(diǎn)：不省力，但可改變力的方向。

(4)動力移動的距離與重物移動的距離相等：S=ho(如上右圖所示)

【例題1】學(xué)校旗桿頂上的滑輪是一個(gè),使用該滑輪的好處是

【變式1】學(xué)校升旗時(shí)，旗桿頂端裝的滑輪是滑輪，它的作用是,當(dāng)國旗緩緩上

升10m,旗手向下拉動繩端移動的距離為mo

【例題2】如圖所示，用一根繩子繞過定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執(zhí)另一端，分別用力件、&、F3

勻速拉起鉤碼。忽略繩子與滑輪的摩擦，則Fi、F?、F3的大小關(guān)系是(

A.FI>F2>F3

B.FI<F2<F3

C.FI=F2=F3

D.FLF2、F3的大小不能確定

【變式2】學(xué)校升旗時(shí)，旗手向下拉繩子，國旗徐徐上升，旗杠頂部安裝了定滑輪，使用它可

以;如圖所示，某人用一個(gè)定滑輪將水平地面上一個(gè)質(zhì)量為68kg的的物體向上拉，此人

的質(zhì)量為60kg。當(dāng)此人用550N的拉力拉物體時(shí)，此時(shí)物體對水平地面的壓力為No（不計(jì)

L定義：工作時(shí)，軸隨重物一起移動的滑輪叫動滑輪；（如下左圖所示）

2.實(shí)質(zhì)：是個(gè)動力臂為阻力臂二倍的杠桿；（如下中圖所示）

圖中。可看作是一個(gè)能運(yùn)動的支點(diǎn)，其動力臂L=2r,阻力臂L

根據(jù)杠桿平衡條件：Fil^FzL,即Fi?2r=F2?r,得出耳

當(dāng)重物豎直勻速向上時(shí)，F(xiàn)?=G,則片=；G。

3.特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的方向。

4.動力移動的距離是重物移動距離的2倍：S=2h（如上右圖所示）

5.說明：

（1）動滑輪在移動的過程中，支點(diǎn)也在不停地移動；

（2）動滑輪省一半力的條件是：動滑輪與重物一起勻速移動；動力Fi的方向與并排繩子平行；不計(jì)

動滑輪重、繩重和摩擦。

【例題3】如圖所示，工人用動滑輪提升重物，使用動滑輪的作用是（）

A.既能省力，又能改變力的方向

B.既不能省力，也不能改變力的方向

C.不能省力，但能改變力的方向

D.能省力，但不能改變力的方向

【變式3］如圖所示，用5牛的拉力F勻速豎直提升重為G的物體，使其上升了0.2米。若不計(jì)滑

輪自重及摩擦，關(guān)于物體的重力G和繩子自由端移動的距離s,下列判斷中正確的是（）

A.G=2.5牛s=0.1米

B.G=2.5牛s=0.4米

C.G=10牛s=0.1米

D.G=10牛s=0.4米

【例題4】如圖所示，用滑輪提升重為G=100N的物體，使物體以0.2m/s速度上升（繩重和各種摩

擦不計(jì)），已知動滑輪重G動=10N,則繩端拉力F和移動速度v的判斷正確的是：（）

A.55N,0.lm/s

B.210N,0.lm/s

C.55N,0.4m/sG

D.210N,0.4m/s,,I

777777

【變式4】如圖，用WON的力拉著物體A以2m/s的速度在水平面勻速前進(jìn)，若A受到的摩擦力是

20N,則B受到的摩擦力是N,B物體的速度是.m/so（不考慮繩子與滑輪之間的摩擦）

三、滑輪組:

1.定義：由若干個(gè)定滑輪和動滑輪匹配而成。

2.特點(diǎn)：可以省力，也可以改變力的方向。

（1）使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體,

提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即:F」G物（條件：不計(jì)動滑輪、繩重和摩擦）。

n

（2）如果不忽略動滑輪的重量，貝/E=L（G物+G滑）

n

3.動力移動的距離s和重物移動的距離h的關(guān)系是：s=nh

使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動的距離就是物體移動距離的

n倍，即s=nh。如上圖所示。（n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù)）

4.繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系：喉=”咻

5.滑輪組的組裝：

（1）根據(jù)歹=』G的關(guān)系，求出動滑輪上繩子的段數(shù)n；

n

（2）確定動滑輪的個(gè)數(shù)；

（3）根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個(gè)數(shù)。

確定定滑輪個(gè)數(shù)的原則是：

一個(gè)動滑輪應(yīng)配置一個(gè)定滑輪，當(dāng)動滑輪上為偶數(shù)段繩子時(shí)，可減少一個(gè)定滑輪，

但若要求改變力的作用方向時(shí)，則應(yīng)在增加一個(gè)定滑輪。

在確定了動、定滑輪個(gè)數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇動、偶定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏繞滑輪。

【例題5】在有著“世界工廠”之稱的東莞，車間工人們用如圖所示的滑輪組把重物提起2m的高度，

下列關(guān)于這個(gè)滑輪組工作的說法中，正確的是（）取

A.繩子自由端被拉下了10mA'

B.這個(gè)滑輪組能省距離母F

C.這個(gè)滑輪組能省力Ji

D.這個(gè)滑輪組不僅能省力，還能省距離

【變式5】在有著“世界工廠”之稱的東莞，車間工人們用如圖所示的滑輪組把重物提起2m的高度,

下列關(guān)于這個(gè)滑輪組工作的說法中，正確的是（）

A.繩子自由端被拉下了10m

B.這個(gè)滑輪組能省距離

C.這個(gè)滑輪組能省力

D.這個(gè)滑輪組能省功

【例題6】小明用圖中裝置提升某一物體，拉力為100N,物體勻速上升了2m,不計(jì)摩擦、繩重和滑

輪自重，下列說法正確的是（）

A.兩個(gè)滑輪均為定滑輪

B.小明克服重力做功為200J

C.物體的重力為200N

D.使用該裝置不但能省力，還能省功

【變式6】如圖（繩子和滑輪重不計(jì)，忽略繩子和動滑輪的摩擦力）重為60N的物體A,在10N的拉

力作用下，物體在水平路面上以lm/s的速度做勻速直線運(yùn)動6s,則（）（多選）

A.物體A與水平路面間的摩擦力為120N

B.物體A與水平路面間的摩擦力為20N

C.在6s內(nèi)繩子自由端移動了12m

D.在6s內(nèi)繩子自由端移動了18m

四、機(jī)械效率：

1.有用功（W有）：為了達(dá)到工作目的，必須要做的功。

2.額外功（卬額）：對人們沒有用但不得不做的功；

3.總功（Ws）：利用機(jī)械做功時(shí)，對機(jī)械所做的功叫做總功;

4.說明:

(1)W,a=Ww+Ws

（2）總功、有用功、額外功的單位都是焦（J）。

5.機(jī)械效率：物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率；用符號n表示;

6.公式：〃=叱^；

%

7.物理意義：機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能好壞的重要指標(biāo)，機(jī)械效率越高，機(jī)械的性能越好；

8.說明：

（1）機(jī)械效率只有大小，沒有單位；

（2）由于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1；

（3）機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示；

（4）對一個(gè)機(jī)械來說，機(jī)械效率不是固定不變的，機(jī)械效率反映的是機(jī)械在一次做功過程中有用功

跟總功的比值，同一機(jī)械在不同的做功過程中，有用功不同，機(jī)械效率也會不同。

【例題7】下列說法中正確的是（）

A.機(jī)械效率高的機(jī)械，做功就越多B.功率大的機(jī)械，做功就越多

C.功率小的機(jī)械，其機(jī)械效率越低D.功率大的機(jī)械，做功就越快

【變式7】和的比值稱為機(jī)械效率。使用機(jī)械時(shí)，由于存在額外功，因此所做

的有用功必總功，因此，機(jī)械效率必1.（填：“小于”、“大于”或“等于”）

【例題8】工人師傅利用如圖所示的滑輪組提貨物，貨物重200N,動滑輪重為40N,重物在10s內(nèi)上

升2m。不計(jì)繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）彳:「

A.工人做的有用功為1200Jy

B.動滑輪移動了4m

C.機(jī)械效率約為83.3%

D.工人做功的功率為16W斗

【變式8】如圖所示，牽引車通過滑輪組將水平面上的物體勻速吊起，物體重900N、底面巡版）cm?,

物體20s內(nèi)勻速豎直上升1m,牽引車的拉力為400N。不計(jì)繩重和摩擦，則下列結(jié)果正確的是（）

A.動滑輪的重力為200N

B.20s內(nèi)牽引車的拉力做功為3600J

C.該滑輪組提升重物的機(jī)械效率為75%

D.當(dāng)物體受到100N的拉力時(shí)，物體對地面的壓強(qiáng)為4.5X10%

黑除制株

1.如圖所示，使用定滑輪提升重物，當(dāng)分別在A方向、B方向和C方向拉重物時(shí)（）

A.A方向拉力最小

B.B方向拉力最小

C.C方向拉力最小

D.三個(gè)方向拉力都一樣

2.如圖所示，用滑輪裝置提升同一重物，若不計(jì)滑輪自重及摩擦，則省力情況相同的是（）

A.①④B.③④C.②③D.①②

3.如圖所示，三個(gè)滑輪拉同一物體在同一水平面做勻速直線運(yùn)動，所用拉力分別為件、F2、F3,不

計(jì)滑輪重及繩與滑輪間摩擦，那么這三個(gè)力的關(guān)系是（）

A.FI>F2>FSB.F1VF2VF3C.FZ>F1>F3D.F2<FI〈F3

4.某興趣小組用如圖所示的滑輪組（物體與動滑輪用繩子連接）勻速拉動放在同一水平面上的不同

物體，物體的質(zhì)量為100kg,受到的摩擦力為200N,用80N的拉力F,10秒內(nèi)把物體拉動的距離

為2m。（不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦）則動滑輪重力（）

A.30N市

B.40NRF

C.50N（J

D.60N、I

5.如圖所示，拉力F的功率為3.6W,物體A以0.2m/s的速度沿水平地面向左勻速運(yùn)動，A與地面

間的摩擦力是A重力的0.3倍，不計(jì)滑輪處摩擦和繩重，則（）

A.1s內(nèi)重力做功3.6J

B.A的重力為120N：_⑷—A

C.拉力F=36N

D.摩擦力為18N

6.如圖所示為建筑工地上常用的吊裝工具，物體M為重5000N的配重，杠桿AB的支點(diǎn)為0,已知

0A：0B=l：2,滑輪下面掛有建筑材料P,每個(gè)滑輪重100N,工人體重為700N,杠桿與繩的自重、

滑輪組摩擦均不計(jì)，當(dāng)工人用300N的力豎直向下以lm/s的速度勻速拉動繩子時(shí)（）

C.建筑材料P上升的速度為3m/s

D.物體M對地面的壓力為4400N

7.如圖所示的滑輪組，每個(gè)滑輪重100N。用力F在10s內(nèi)將物體勻速提升2m,其滑輪組的機(jī)械效

率n為80%,若不計(jì)繩重和摩擦。下列說法中正確的是（）

A.拉力做的有用功為1200J

B.拉力大小為300N

C.拉力的功率為200W

D.在勻速提升的過程中，物體的機(jī)械能不變

8.如圖所示，牽引車通過滑輪組將水平面上的物體勻速吊起，物體重900N、底面積為200cm2,物體

20s內(nèi)勻速豎直上升1m,牽引車的拉力為400N。不計(jì)繩重和摩擦，則下列結(jié)果正確的是（）

A.動滑輪的重力為200N

B.20s內(nèi)牽引車的拉力做功為3600J

C.該滑輪組提升重物的機(jī)械效率為75%

D.當(dāng)物體受到100N的拉力時(shí)，物體對地面的壓強(qiáng)為4.5X104Pa

9.用如圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同的物體，每次物體被提升的高度均為0.5m,滑輪組的機(jī)械效

率與物體受到重力的關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦，下列分析正確的是（）

A.滑輪組的機(jī)械效率越高，功率越大

B.該滑輪組的機(jī)械效率能達(dá)到100%

C.滑輪組的機(jī)械效率越高，拉力做的功越多

D.每次提升重物時(shí)，滑輪組做的額外功均為5J

10.如圖斜面長為2m、高為0.4m,現(xiàn)將重為20N的物體沿斜面向上私底端勻速拉至顏端，若拉力F

為5N,則（）

A.拉力所做的功為2J

B.斜面的機(jī)械效率為80%

C.物體受到的摩擦力為5N

D.有用功為40J

11.如圖所示，工人利用滑輪組提升重為810N的物體，某段過程中物體勻速上升的速度為0.lm/s,

工人拉力F的功率為90W,不計(jì)繩重和摩擦。求這段過程中:

（1）工人拉繩子的速度；

（2）作用在繩子自由端的拉力F；

（3）滑輪組的機(jī)械效率。

12.如圖1,輕質(zhì)杠桿在水平位置平衡?，F(xiàn)利用該杠桿提升貨物（如圖2）,貨物P重120N,在豎直

向下大小為120N的拉力F作用下，該杠桿從圖中水平位置緩慢勻速轉(zhuǎn)至虛線位置，此過程中重

物P上升的高度為0.8m,拉力F下降的高度為1m。求:

（1）提升貨物做的有用功W有;

（2）拉力F做的額外功W額；

（3）該杠桿的機(jī)械效率n。

玄題過美

一、選擇題（共10小題）：

1.（2022?湘西州）湘西自治州矮寨公路被修成環(huán)繞山坡的盤山公路，這樣車輛向上行駛時(shí)可以（）

A.省力

B.省距離

C.省時(shí)間

D.省能量

2.（2022?廣東）分別使用圖中四種裝置勻速提升同一重物，不計(jì)滑輪重、繩

()

3.（2022?蘭州）如圖所示，斜面長10m,高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，將重100N的物體，

從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過程中，下列說法正確的是（）

A.利用此裝置既可以省力，也可以省功

B.物體受到的摩擦力為50N

C.對物體所做的有用功為500J________________

D.該斜面的機(jī)械效率為80%

4.（2022?遼寧）使用如圖所示的滑輪組，沿水平方向勻速拉動質(zhì)量為300kg的物體，彈簧測力計(jì)

的示數(shù)為200N,物體在10s內(nèi)移動lmo物體所受的摩擦力為物重的0.1倍。不計(jì)繩重和滑輪組

A.滑輪組的機(jī)械效率為50%B.動滑輪重為100N

C.繩子自由端拉力的功率為20WD.增大物重機(jī)械效率不變

5.（2022?通遼）用如圖甲所示的滑輪組提升物體M,已知物體M所受的重力為550N,卷揚(yáng)機(jī)加在

繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m,拉力F做的功W隨時(shí)間t的變

化圖象如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）

A.拉力單為350N乙B.繩子自由端移動的速度為0.5m/s

C.動滑輪重為50ND.該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%

6.（2022?哈爾濱）如圖所示,用一個(gè)動滑輪把重100N的沙袋從地面勻速提到6m高的樓上，所用

拉力60N（繩重和摩擦不計(jì)）,下列說法正確的是（）

B.繩子自由端通過的距離為12m

C.拉力做的有用功為720JD.動滑輪的機(jī)械效率為8.3%

7.（2022?眉山）小廖同學(xué)家里正在修建樓房，他通過調(diào)查了解到工人利用如圖的裝置，將重力為

900N的物體勻速提升了6m,工人對繩子施加的拉力F為475N。忽略繩重和機(jī)械之間的一切摩擦。

下列說法中正確的是（）

①拉力F做功為2850J

②動滑輪的重力為50N

③拉力F做的額外功為600J

④如用該裝置勻速提升重力為950N的物體，則該滑輪組的機(jī)械效率為95%

A.①③B.②④C.①②D.③④

8.（2022?陜西）如圖，這是一種塔式起重機(jī)。已知起重機(jī)上的滑輪組在勻速起吊330kg的物體時(shí)，

滑輪組的機(jī)械效率是60%,g取10N/kg。下列分析和計(jì)算錯(cuò)誤的是（）

A.起重機(jī)的吊臂AOB可視為杠桿

B.物體上升2m,滑輪組所做有用功是6.6X10，JAB

C.物體上升2m,滑輪組所做總功是LIXIO'J滑輪組

D.增加起吊物體的質(zhì)量，滑輪組的機(jī)械效率將減小

9.（2022?樂山）如圖所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N島物體沿水平地面做勻遞直線

運(yùn)動，物體與地面間的滑動摩擦力是自身重力的0.2倍，繩子自由端向前移動的速度為0.6m/So

則（）

A.拉力F的功率為3W

B.lmin內(nèi)物體移動的距離為36m

C.lmin內(nèi)所做的有用功為1440J

D.該滑輪組的機(jī)械效率為85%

10.（2021?鄂爾多斯）甲裝置中，空吊籃A重25N,B處繩子承受的拉力足夠大，C處繩子承受的最

大拉力為100N。小壯將A提升到高處，施加拉力F隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙，A上升速度隨時(shí)間變

化關(guān)系如圖丙。忽略繩重、摩擦、空氣阻力。下列說法不正確的是（）

A.動滑輪所受的重力為15N

B.第2秒內(nèi)克服滑輪重做的額外功為30J

C.此裝置最多能勻速運(yùn)載160N重的貨物

D.此裝置運(yùn)載貨物最高機(jī)械效率為92.5%

二、填空題（共4小題）：

11.（2022?鹽城）在“再探動滑輪”的實(shí)驗(yàn)中，小明用彈簧測力計(jì)沿豎直方向勻速拉動滑輪，使掛

在它下面重為3N的鉤碼緩緩上升0.2m,鉤碼上升的時(shí)間為4s。繩受到的拉力為2N,此過程中鉤

碼上升的速度為m/s,拉力的功率為W,動滑輪的機(jī)械效率為。

12.（2022?淮安）如圖所示，向上用125N的拉力，10s內(nèi)將重200N的物體勻速提升2m。此過程中，

重物上升的速度為m/s,拉力做的功為J,動滑輪的機(jī)械效率是。

13.（2022?錦州）如圖所示的滑輪組，在拉力F的作用下，物體A以0.lm/s的速度勻速直線運(yùn)動

了10s。物體A受到的摩擦力為4.2N,彈簧測力計(jì)示數(shù)為2N（不計(jì)繩、彈簧測力計(jì)和滑輪重）。

則繩子自由端移動的距離為m,拉力F的功率為W,滑輪組的機(jī)械效率為0

14.（2022?長沙）用如圖所示的電動起重機(jī)將3000N的貨物提高4m,起重機(jī)對貨物做的有用功是

J；它的電動機(jī)功率為3000W,此過程用時(shí)10s,起重機(jī)的機(jī)械效率為%；若減小

動滑輪的重力，起重機(jī)的機(jī)械效率將變。

三、實(shí)驗(yàn)探究題（共1小題）：

15.（2022?襄陽）某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量滑輪組的機(jī)械效率，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在下表中。

實(shí)驗(yàn)鉤碼重鉤碼上升高度拉力繩端移動距離機(jī)械效率

次數(shù)G/Nh/cmF/Ns/cmn

11.0100.63055.6%

22.0101.030

34.0101.63083.3%

（1）實(shí)驗(yàn)中，使用滑輪組提升重物時(shí)，應(yīng)豎直向上________拉動彈簧測力計(jì)；

（2）第二次實(shí)驗(yàn)中，滑輪組的機(jī)械效率為__________；

（3）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物越________（選填“重”

或“輕”），滑輪組的機(jī)械效率越高；

（4）小琪同學(xué)在僅改變提升物體速度的情況下，又做了上述第三次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果會發(fā)現(xiàn)滑輪組的機(jī)

械效率（選填“變大”“變小”或“不變”）。

四、計(jì)算題（共5小題）：

16.（2022?鎮(zhèn)江）如圖所示，用拉力F通過動滑輪將重90N的貨物勻速提升1m,動滑輪的機(jī)械效率

為90虬不計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩擦。求：

（1）上述過程中的有用功W有；

（2）上述過程中拉力所做的功WF；10F

（3）動滑輪所受的重力G動。（?）

T

17.（2022?大連）如圖所示，某工人利用滑輪組將一個(gè)重為900N的貨箱在6s內(nèi)勻速提升3n|。此過

程中，繩子自由端所受的拉力為F,滑輪組的機(jī)械效率為75%。試求：

（1）貨箱上升的速度是多少？

（2）有用功是多少？

（3）拉力F是多少？

18.（2022?宿遷）如圖小明拉著質(zhì)量為30kg行李箱勻速經(jīng)過一段長度s=3m、高度h=lm的斜坡路

面，用時(shí)10s,若此過程拉力方向沿斜面向上，大小為125N。行李箱放在水平地面時(shí)與地面接觸

面積為4Xl()ym2(g=10N/kg)o求:

(1)行李箱靜止放在水平地面上時(shí)受到的重力大小和對地面的壓強(qiáng);

(2)小明對行李箱做的有用功和斜面的機(jī)械效率;

(3)拉力F做功的功率。

19.（2022?張家界）天門山盤山公路是網(wǎng)紅打卡地，公路共計(jì)99道彎，似玉帶環(huán)繞，層層疊起，

直沖云霄，公路全長大約10km,公路的海拔落差高度約1000m。為助力“2022年湖南省首屆旅游

發(fā)展大會”，實(shí)現(xiàn)省委省政府提出的“立標(biāo)打樣”、“辦一次會、興一座城”的目標(biāo)要求，天門

山景區(qū)購置了一批新能源純電動客車,客車滿載時(shí)總質(zhì)量為6000kg。現(xiàn)有一輛滿載的新能源客車,

以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盤山公路從山底勻速行駛至山頂。（行駛過程中客車所受重

力和阻力大小恒定不變，g取10N/kg）請完成下列問題：

（1）整個(gè)過程中，電動機(jī)對客車和游客所做的有用功為多少？

（2）盤山公路的機(jī)械效率為多少？

（3）整個(gè)過程中，電動機(jī)的牽引力為多少？汽車受到的阻力為多少？

20.(2022?黔東南州)如圖所示，是某工作隊(duì)用滑輪組從水中打撈正方體物體M的情景。物體M的

棱長為1m,密度為2.8X103kg/m\用7500N的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升2m。忽

略繩重、繩與滑輪的摩擦和滑輪與軸的摩擦。(P水nl.OXlO/g/n?,g取10N/kg)求：

(1)物體M上升后，還未露出水面時(shí)受到的浮力；猿

(2)物體M上表面在水面下0.2m時(shí)，它的下表面受到水的壓力；

(3)物體M上升后，在未露出水面前，此滑輪組的機(jī)械效率。F\L

M

專題29滑輪

【考點(diǎn)分析】

章節(jié)考點(diǎn)考試題型難易度

定滑輪選擇題、填空題★

動滑輪選擇題、填空題★★

簡單機(jī)械

滑輪組選擇題、填空題、計(jì)算題★★

機(jī)械效率選擇題、填空題、計(jì)算題★★★

【知識點(diǎn)總結(jié)+例題講解】

一、定滑輪：

1.滑輪：

(1)定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動的輪子叫滑輪。

(2)特點(diǎn)：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

平衡條件來分析。

(3)分類：根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動滑輪。

2.定滑輪：

(1)定義：工作時(shí)，中間的軸固定不動的滑輪叫定滑輪；如下左圖所示。

(2)實(shí)質(zhì)：是個(gè)等臂杠桿；(如下中圖所示)

軸心0點(diǎn)固定不動為支點(diǎn)，其動力臂和阻力臂都等于圓的半徑r,*

【解析】定滑輪實(shí)質(zhì)上是一等臂杠桿，它的特點(diǎn)是：只能改變力的方向，而不省力。

解：旗桿頂部有一個(gè)滑輪，它的軸固定不動，叫定滑輪，用它升國旗的好處就是改變力的方

向。

故答案為：定滑輪；改變力的方向；

【變式1】學(xué)校升旗時(shí)，旗桿頂端裝的滑輪是滑輪，它的作用是，當(dāng)國

旗緩緩上升10m,旗手向下拉動繩端移動的距離為m?

【答案】定；改變力的方向；10。

【解析】解：由圖可知，旗桿頂部滑輪的軸是固定的，所以該滑輪為定滑輪；使用定滑輪的

優(yōu)點(diǎn)是可以改變力的方向，但不能省力也不費(fèi)距離，則國旗緩緩上升10m,旗手向下的拉力

移動的距離也為10m。

故答案為：定；改變力的方向；10。

【例題2】如圖所示，用一根繩子繞過定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執(zhí)另一端，分別用力F1、

Fz、F3勻速拉起鉤碼。忽略繩子與滑輪的摩擦，則Fl、Fz、F3的大小關(guān)系是（

A.FI>F2>F3

B.FI<F2<F3

C.F1=FZ=F3

D.FI、Fz、F3的大小不能確定

【答案】C

【解析】解：由圖可知，圖中滑輪是定滑輪，定滑輪不能省力，忽略繩子與滑輪的摩擦，則

件、F?、Fs都與物體重力相等，所以三種拉法所用拉力一樣大;

故選：Co

【變式2】學(xué)校升旗時(shí)，旗手向下拉繩子，國旗徐徐上升，旗杠頂部安裝了定滑輪，使用它

可以；如圖所示，某人用一個(gè)定滑輪將水平地面上一個(gè)質(zhì)量為68kg的的物體向

上拉，此人的質(zhì)量為60kg。當(dāng)此人用550N的拉力拉物體時(shí)，此時(shí)物體對水平地面的壓力為

No（不計(jì)繩重與摩擦，g取10N/kg）

【例】藜力的方向；130?

【加硒，（1）由題可知，圖中滑輪是定滑輪，使用定滑輪不能省力，但可以改變力的

方向；

（2）當(dāng)此人用550N的拉力拉物體時(shí)，繩子上的拉力為550N,

物體的重力為；G=mg=68kgX10N/kg=680N,

拉力小于重力，故物體不能被拉上來，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體此時(shí)受到的繩子對物體向上

拉力、地面對物體向上的支持力和物體本身向下的重力互相平衡，所以F+N=G,

故地面對物體的支持力為：N=G-F=680N-550N=130N,

物體對水平地面的壓力與地面對物體的支持力是一對相互作用力，大小相等，

所以物體對水平地面的壓力為：Fffi=N=130No

故答案為：改變力的方向；130。

二、動滑輪：

L定義：工作時(shí)，軸隨重物一起移動的滑輪叫動滑輪；（如下左圖所示）

2.實(shí)質(zhì)：是個(gè)動力臂為阻力臂二倍的杠桿；（如下中圖所示）

圖中?？煽醋魇且粋€(gè)能運(yùn)動的支點(diǎn)，其動力臂L=2r,阻力臂b=r,

根據(jù)杠桿平衡條件：F111=F212,即Fi?2『F2?r,得出片

則耳=」G。

當(dāng)重物豎直勻速向上時(shí)，F(xiàn)=G,

212

向上

li

3.特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的方向。

4.動力移動的距離是重物移動距離的2倍：S=2h（如上右圖所示）

5.說明:

（1）動滑輪在移動的過程中，支點(diǎn)也在不停地移動；

（2）動滑輪省一半力的條件是：動滑輪與重物一起勻速移動；動力B的方向與并排繩子平

行；不計(jì)動滑輪重、繩重和摩擦。

【例題3】如圖所示，工人用動滑輪提升重物，使用動滑輪的作用是（）

A.既能省力，又能改變力的方向

B.既不能省力，也不能改變力的方向

C.不能省力，但能改變力的方向

D.能省力，但不能改變力的方向

【答案】D

【解析】解：動滑輪的實(shí)質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的杠桿，使用動滑輪時(shí)能省力，但不能改

變施力的方向，故ABC錯(cuò)誤、D正確。

故選：Do

【變式3］如圖所示，用5牛的拉力F勻速豎直提升重為G的物體，使其上升了0.2米。若

不計(jì)滑輪自重及摩擦，關(guān)于物體的重力G和繩子自由端移動的距離s,下列判斷中正確的是

()

A.G=2.5牛s=0.1米

B.G=2.5牛s=0.4米

C.G=10牛s=0.1米

D.G=10牛s=0.4米

【答案】D

【解析】解：由圖可知，該裝置為動滑輪，使用動滑輪可以省一半的力，費(fèi)一倍的距離，物

體上升的高度為0.2m,則繩子自由端通過的距離為s=0.2mX2=0.4m；

不計(jì)滑輪自重及摩擦，則F=共，G=2F=2X5N=10N。

故選：Do

【例題4】如圖所示，用滑輪提升重為G=100N的物體，使物體以0.2m/s速度上升（繩重

和各種摩擦不計(jì)），已知動滑輪重G動=10N,則繩端拉力F和移動速度v的判斷正確的是:

（）

A.55N,0.Im/s

B.210N,0.lm/s

C.55N,0.4m/s

D.210N,0.4m/s

【答案】B

【解析】此題是動滑輪的一種特殊使用方法，正常使用時(shí)是將物體掛在輪軸上，拉繩子的一

端。而特殊使用方法恰好相反，拉輪軸而將物體掛在繩子的末端。動滑輪的特殊使用方法,

不僅不省力而且費(fèi)2倍的力，但能夠省一半的距離。

解：圖中是動滑輪的一種特殊使用方法，它的特點(diǎn)是費(fèi)2倍的力卻省一半的距離。

拉力F=2G+G動=2X100N+10N=210N；

拉力端移動速度：v=物=,xO.2m/s=0.lm/s。

故選：Bo

【變式4】如圖，用100N的力拉著物體A以2m/s的速度在水平面勻速前進(jìn)，若A受到的摩

擦力是20N,則B受到的摩擦力是N,B物體的速度是m/s?(不考慮繩子與滑

輪之間的摩擦)卜

【答案】40；4o

【解析】解：已知：F=100N,fA=20N,vA=2m/s,n=2

(1)因?yàn)槲矬w在水平面上勻速前進(jìn)，所以&+2fB=F,

所以B與地面的摩擦力：fB=|(F-fA)=|(100N-20N)=40N；

(2)B運(yùn)動的速度：VB=2vA=2X2m/s=4m/s。

故答案為：40；4o

三、滑輪組：

1.定義：由若干個(gè)定滑輪和動滑輪匹配而成。

2.特點(diǎn)：可以省力，也可以改變力的方向。

(1)使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體，

提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即：物(條件：不計(jì)動滑輪、繩重和

n

摩擦)。

(2)如果不忽略動滑輪的重量，貝/=!仁物+6滑)

n

3.動力移動的距離s和重物移動的距離h的關(guān)系是：s=nh

使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動的距離就是物體移動

距離的n倍，即$=而。如上圖所示。（n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù)）

4.繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系：囁勿

5.滑輪組的組裝：

根據(jù)歹=，G的關(guān)系，求出動滑輪上繩子的段數(shù)n；

(1)

n

(2)確定動滑輪的個(gè)數(shù)；

(3)根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個(gè)數(shù)。

確定定滑輪個(gè)數(shù)的原則是：

一個(gè)動滑輪應(yīng)配置一個(gè)定滑輪，當(dāng)動滑輪上為偶數(shù)段繩子時(shí)，可減少一個(gè)定滑輪，

但若要求改變力的作用方向時(shí)，則應(yīng)在增加一個(gè)定滑輪。

在確定了動、定滑輪個(gè)數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇動、偶定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏繞

滑輪。

【例題5】在有著“世界工廠”之稱的東莞，車間工人們用如圖所示的滑輪組把重物提起2nl

的高度，下列關(guān)于這個(gè)滑輪組工作的說法中，正確的是（）

A.繩子自由端被拉下了10m

B.這個(gè)滑輪組能省距離

C.這個(gè)滑輪組能省力

D.這個(gè)滑輪組不僅能省力，還能省距離

【答案】C

【解析】解：AB、由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2,拉力端移動距離：

4m,所以使用該滑輪組費(fèi)距離，故AB錯(cuò)誤；

C、使用圖中滑輪組時(shí)，由兩股繩子承擔(dān)重物和動滑輪重，所以省力，故C正確；

D、使用滑輪組時(shí)，省了力，肯定要費(fèi)距離，故D錯(cuò)誤。

故選：Co

【變式5］在有著“世界工廠”之稱的東莞，車間工人們用如圖所示的滑輪組把重物提起2m

的高度，下列關(guān)于這個(gè)滑輪組工作的說法中，正確的是（）

A.繩子自由端被拉下了10m

B.這個(gè)滑輪組能省距離

C.這個(gè)滑輪組能省力

D.這個(gè)滑輪組能省功

【答案】C

【解析】解：AB、由圖知，n=2,拉力端移動距離s=2h=2X2m=4m,使用該滑輪組要費(fèi)距

離，故AB錯(cuò)誤；

C、使用這個(gè)滑輪組由兩股繩子承擔(dān)物重和動滑輪重，能省力，故C正確；

D、使用該滑輪組要提升動滑輪、克服摩擦做額外功，所以要多做功，故D錯(cuò)誤。

故選：Co

【例題6】小明用圖中裝置提升某一物體，拉力為100N,物體勻速上升了2m,不計(jì)摩擦、

繩重和滑輪自重，下列說法正確的是（）

A.兩個(gè)滑輪均為定滑輪

B.小明克服重力做功為200J

C.物體的重力為200N

D.使用該裝置不但能省力，還能省功

【答案】C

【解析】解：A、由圖可知，該裝置由一個(gè)動滑輪和一個(gè)定滑輪組成*A錯(cuò)誤；

B、不計(jì)摩擦和滑動自重，使用動滑輪能省一半的力，F(xiàn)=|,得G=2F=2X100N=200N,小

明克服重力做功為W=Gh=200NX2m=400J,故B錯(cuò)誤；

C、不計(jì)摩擦和滑動自重，使用動滑輪能省一半的力，F(xiàn)=*得G=2F=2X100N=200N,故

C正確；

D、使用動滑輪能省力但費(fèi)距離，使用定滑輪能改變力的方向，使用任何機(jī)械都不省功，故

D錯(cuò)誤。

故選：Co

【變式6】如圖（繩子和滑輪重不計(jì)，忽略繩子和動滑輪的摩擦力）重為60N的物體A,在

10N的拉力作用下，物體在水平路面上以lm/s的速度做勻速直線運(yùn)動6s,則（）（多

選）

A.物體A與水平路面間的摩擦力為120N

B.物體A與水平路面間的摩擦力為20N

C.在6s內(nèi)繩子自由端移動了12m

D.在6s內(nèi)繩子自由端移動了18m

【答案】BC

【解析】解：由滑輪組結(jié)構(gòu)看出，n=2,作用在物體上的水平拉力：F=2X10N=20N；

?..物體勻速運(yùn)動，

物體受到的滑動摩擦力：f=F=20N,故A不符合題意；

物體移動的距離：s=vt=lm/sX6s=6m；

繩子自由端通過的距離：s'=2s=2X6m=12m,故D不符合題意；

故選:BCo

四、機(jī)械效率：

1.有用功（W有）：為了達(dá)到工作目的，必須要做的功。

2.額外功（W額）：對人們沒有用但不得不做的功；

3.總功（W總）：利用機(jī)械做功時(shí)，對機(jī)械所做的功叫做總功；

4.說明：

（1）W總=W/W額

（2）總功、有用功、額外功的單位都是焦（J）。

5.機(jī)械效率：物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率；用符號n表示;

6.公式：〃=

%

7.物理意義：機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能好壞的重要指標(biāo)，機(jī)械效率越高，機(jī)械的性能越

好；

8.說明：

(1)機(jī)械效率只有大小，沒有單位；

(2)由于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1；

(3)機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示；

(4)對一個(gè)機(jī)械來說，機(jī)械效率不是固定不變的，機(jī)械效率反映的是機(jī)械在一次做功過程

中有用功跟總功的比值，同一機(jī)械在不同的做功過程中，有用功不同，機(jī)械效率也會不

同。

【例題7】下列說法中正確的是()

A.機(jī)械效率高的機(jī)械，做功就越多B.功率大的機(jī)械，做功就越多

C.功率小的機(jī)械，其機(jī)械效率越低D.功率大的機(jī)械，做功就越快

【答案】D

【解析】解：A、機(jī)械效率等于有用功與總功的比值，反映了有用功在總功中所占比例的大

小，所以機(jī)械效率高的機(jī)械，做功不一定越多，故A錯(cuò)誤；

B、功率大的機(jī)械，做功不一定越多，因?yàn)樽龉Φ臅r(shí)間不明確，故B錯(cuò)誤；

C、功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的物理概念，二者沒有必然的聯(lián)系，故C錯(cuò)誤；

D、功率表示物體做功快慢的物理量，機(jī)械功率越大，則機(jī)械做功越快，故D正確。

故選：Do

【變式7】和的比值稱為機(jī)械效率。使用機(jī)械時(shí)，由于存在額外功，因

此所做的有用功必總功，因此，機(jī)械效率必1.(填：“小于”、“大于”

或“等于”)

【答案】有用功；總功；小于；小于。

【解析】解：有用功和總功的比值，叫做機(jī)械效率；

只要使用機(jī)械，就必然會在機(jī)械上消耗一部分額外功，也就是說額外功總是存在的，所以有

用功總是會小于總功，機(jī)械效率總是小于1。

故答案為：有用功；總功；小于；小于。

【例題8】工人師傅利用如圖所示的滑輪組提貨物，貨物重200N,動滑輪重為40N,重物在

10s內(nèi)上升2m。不計(jì)繩重和摩擦，則下列說法正確的是()

A.工人做的有用功為1200J

B.動滑輪移動了4m

C.機(jī)械效率約為83.3%

D.工人做功的功率為16W

【答案】C

【解析】解：由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3；

A、有用功：W^r=Gh=200NX2m=400J,故A錯(cuò)誤；

B、動滑輪移動的距離與物體上升的高度相同，即動滑輪移動了2m,故B錯(cuò)誤；

C、繩子自由端移動的距離：s=3h=3X2m=6m,

不計(jì)繩重和摩擦，拉力的大小：F=|（G+G動）（200N+40N）=80N,

總功：W.e=Fs=80NX6m=480J,

滑輪組的機(jī)械效率：n=—X1OO%=X1OO%^83.3%,故C正確；

W點(diǎn)480/

D、工人做功的功率：P=>^=幽=48W,故D錯(cuò)誤。

t10s

故選：Co

【變式8】如圖所示，牽引車通過滑輪組將水平面上的物體勻速吊起，物體重900N、底面積

為200cm2,物體20s內(nèi)勻速豎直上升1m,牽引車的拉力為400N。不計(jì)繩重和摩擦，則下列

結(jié)果正確的是（）

A.動滑輪的重力為200N

B.20s內(nèi)牽引車的拉力做功為3600J

C.該滑輪組提升重物的機(jī)械效率為75%

D.當(dāng)物體受到100N的拉力時(shí)，物體對地面的壓強(qiáng)為4.5X104Pa

【答案】C

【解析】解：A.由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3,不計(jì)繩重和摩擦，由F=%（G+G動）

n

可得，動滑輪的重力G動=nF-G=3X400N-900N=300N,故A錯(cuò)誤；

B.牽引車的拉力端移動的距離s=nh=3Xlm=3m,20s內(nèi)牽引車的拉力做的功Wa=Fs=

400NX3m=1200J,故B錯(cuò)誤;

C.拉力做的有用功W有=611=90（^><lm=900J,該滑輪組提升重物的機(jī)械效率n=

X100%=X100%=75%,故C正確；

W12007

D.當(dāng)物體受到100N的拉力時(shí)，物體對地面的壓力F，=G-F拉=900N-100N=800N,物體對

地面的壓強(qiáng)p=Jz=4XlO'Pa,故D錯(cuò)誤。

3NUUX