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第十二章 简单机械
课时12.3 滑轮
2025年课程标准 物理素养
1、理解滑轮的定义及分 物理观念：知道定滑轮可以改变力的方向，不省力，动滑轮可以省力但费
类。 距离，而且无法改变力的方向 。
2、掌握定滑轮和动滑轮的 科学思维：知道定滑轮与动滑轮的实质（杠杆变形） 。
特点。 科学探究：通过实验探究定滑轮、动滑轮及滑轮组的特点，记录数据并归
3、学会滑轮组的组装与分 纳规律 。
析，计算拉力大小与移动 科学态度与责任：通过实验操作培养严谨的科学态度，认识滑轮在工程中
距离。 的实际价值 。
知识点一、滑轮分类及工作特点
1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看
作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。滑轮分为定滑轮和动滑轮。
2.定滑轮工作特点：
（1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但
可以改变作用力方向。
（2）定滑轮的特点：通过定滑轮来拉钩码并不省力，通过或不通过定滑轮，弹簧测力计的
读数是一样的，可见，使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下，改变力的方
向会给工作带来方便。
3.动滑轮工作特点：
（1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省
1
力，多费1倍距离。
2
（2）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离；这是因为使用动滑轮时，钩码由两
段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距
离大于钩码升高的距离，即费了距离。
特别提醒
（1）定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L 、阻力臂L 都等于滑轮半径，
1 2
根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。（2）动滑轮的原理：动滑轮实质是个动力臂（L）为阻力臂（L）二倍的杠杆。
1 2
如图所示，用不同的滑轮提升重均为100N的物体，不计滑轮的重力、绳重和
摩擦，拉动B物体的滑轮相当于 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”），
N； N。
【答案】 等臂 50 100
【详解】[1]拉动B物体的滑轮轴固定不动是定滑轮，其实质是等臂杠杆。
[2]动滑轮其实质是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，省一半的力，所以
[3]定滑轮可以改变力的方向，不能省力，所以F =100N。
B
知识点二、滑轮组的工作特点
1.滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。
（1）使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。
（2）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，
G物+G动 G物
即动力F= 若忽略滑轮重，则有F= ；其中n为承担物重的绳子的段数。
n n
特别提醒
用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自
由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为 h，则绳子自由端移动的
距离为s=nh（n表示承担物重的绳子的段数）。
如图甲所示，旗杆顶部的A装置是 滑轮，它的优点是
，小明和小杰握住两根较光滑的木棍，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握紧木棍站稳后，小张在图B
处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们。两根木棍和绳子组成的机械相当于
；实验说明 。【答案】 定 改变力的方向 滑轮组 使用滑轮组可以省力
【详解】[1][2]旗杆顶部的A装置不随旗帜一起升降，则该滑轮为定滑轮，可以改变力
的方向。
[3][4]从乙图的使用情况来看，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，故两根
木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组；小张在图B处拉绳子的另一端，用很小的力便
能拉动他们，说明使用滑轮组可以省力。
知识点三、滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算
1.使用滑轮组时（忽略摩擦阻力）：滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是
G物+G动 G物
物重的几分之一，即动力F= ；若忽略滑轮重，则有F= ；其中n为承担
n n
物重的绳子的段数。
其中：F拉—拉力，G动—动滑轮的重力，G物—被提升物体的重力，n—吊住动滑轮绳子
的段数。
2.使用动滑轮时，条件不同，拉力的计算方法也不同。
（1）物体在竖直方向上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，
拉力等于物体重力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物
体和动滑轮重力之和的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都
无法忽略不计，那么拉力等于物体重力除以n和机械效率的乘积。
（2）物体在水平面上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉
力等于物体所受摩擦力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等
于物体所受摩擦力的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无
法忽略不计，那么拉力等于物体所受摩擦力除以n和机械效率的乘积。（注：n为滑轮的
股数）。
特别提醒
（1）明确滑轮组绳子的有效股数是关键，再根据力的关系公式和移动距离的关系公式计算
即可。
（2）解题的关键是掌握动滑轮费一倍距离省一半力这一特性，做题时注意是否考虑动滑轮
的重力。
如图所示，重为20N的物体A放在水平桌面上，重为10N的物体B挂在滑轮
M下，每个滑轮重均为2N，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 N；物体B下降0.5m时，物体A滑动的距离为
m。使用滑轮N的好处是可以 。
【答案】 6 1 改变力的方向
【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
F =F=6N
A
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=F =6N
A
[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
[3]由图可知，滑轮N的轴固定不动，因此为定滑轮，定滑轮的作用是可以改变力的方
向，但不能省力。
知识点四、斜面和轮轴以及滑轮组的设计与组装
1.滑轮组的设计：
第一步：确定动滑轮的个数。首先算出承担所要拉起重物与动滑轮的自重所需要的绳子的
根数n，其方法和滑轮组绳子的绕法中的方法相同，然后我们根据每两根绳子需要一个动
滑轮来确定动滑轮的个数。当n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，动滑轮的个数
n n−1
N= ；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，动滑轮的个数 N= 。
2 2
第二步：确定定滑轮的个数。一般情况下，定滑轮的个数由绳子的段数n和拉力的方向共
n+1
同决定。当n为奇数且拉力方向向下时，定滑轮的个数应为 ；拉力的方向向上时，定
2
n−1 n
滑轮的个数为 ．当n为偶数且方向向下时，定滑轮的个数为 ；方向向上时，定
2 2
n
滑轮的个数为 - 1。
2
2.滑轮组绳子的绕法：
第一步：确定绕过动滑轮的绳子的根数。首先根据题目中的条件，如绳子能承受的最大拉
G物
力F、要承担的重物G物和动滑轮的重力G动，计算出承担物重所需绳子段数n= +
2G动
，如果算出的绳子段数不是整数，一律进一位。例如：所得结果为n=3.4时，我们应
2
选择绳子的根数为4。
第二步：确定绳子固定端的位置和绳子的绕法。当绳子的根数n为偶数时，绳子的固定端
应拴在定滑轮上，开始绕绳子；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，开始绕绳
子。
3.轮轴
（1）轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。例如汽车方向
盘、辘护等。
（2）轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力
F，作用在轴上的力是阻力F，轮半径OA就是杠杆的动力臂l，轴半径OB就是杠杆的阻
1 2 1
力臂l。
2
（3）轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上
的动力F 总小于作用在轴上的阻力F．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于
1 2
用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。
（4）轮轴的公式：FR=Fr；
1 2
4.斜面：斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高
度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很
高的效率。
特别提醒
（1）当动力作用于轴上时，轮轴为费力省距离杠杆，实际的例子有：自行车后轮与轮上的
飞盘（小齿轮）、吊扇的扇叶和轴都是费力轮轴的应用。
（2）用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G．不计阻力时，根据功的原理得
FL=Gh，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。日常生活中常见的斜面，如盘
山公路、螺丝钉上的螺纹等。
如图所示：光滑斜面，若沿斜面AB和AC分别将同一重物从斜面底部拉到顶
部，所需拉力分别为 和 ，所做的功分别为 和 ，则 ，
。（均填“＞”、“＜”或“＝”），这表明使用任何机械，虽然能省力或省距离
或改变力的方向，但是都 省功（“能”或“不能”）。
【答案】 ＜ = 不能
【详解】[1][2]斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功，则把同一物
体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，h相同，由W=Gh知道，两次拉力做的功等于克服重力做的功，大小均相同，即
W=W
1 2
根据图示知道
sBA＞sCA
由W=Fs知道
FBA＜FCA
即
F ＜F
1 2
[3]由功的原理知道，使用任何机械都不能省功，但使用机械有许多好处；有的机械可
以省力，有的机械可以省距离，还有的机械还可以改变力的方向；但省力的机械必然
费距离；省距离的机械一定费力。
问题一：滑轮分类及工作特点
【角度1】定滑轮的概念、实质及特点
【典例1】如下图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用
力 、 、 匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A． 、 、 的大小相等 B． 最大
C． 最大 D． 最大
【答案】A
【详解】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，忽略绳子与滑轮的摩擦，所
以F 、F 、F 都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故BCD错误，故A
1 2 3
正确。
故选A。
1、定滑轮并不能减少所需施加的力，虽然定滑轮不能省力，但它可以改变施力的方向。这
对于某些需要改变施力方向的应用场景来说是非常有用的 。
2、定滑轮在力学原理上等同于一个等臂杠杆，其动力臂和阻力臂长度相等，因此不能省力。
【变式1-1】如图是学生设计的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，非常方便、卫生。下列说法正确的是（ ）
A．该装置中左边滑轮是定滑轮，右边滑轮是动滑轮
B．该装置中的两个滑轮都属于动滑轮
C．使用该装置中的滑轮可以改变力的方向
D．使用该装置中的滑轮可以省力
【答案】C
【详解】AB．由图可知，装置中的两个滑轮在使用时轴的位置固定不动，所以都是定
滑轮，故AB错误；
CD．定滑轮的实质是等臂杠杆，使用时不省力但能改变力的方向，故C正确，D错误。
故选C。
【变式1-2】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。
【角度2】动滑轮的概念、实质及特点
【典例2】如图所示，利用动滑轮提升物体，使物体在10s内匀速上升4m，物体的重力为
10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（ ）A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为
C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m
【答案】D
【详解】A．使用动滑轮可以省力，但是费距离，故A错误；
B．物体运动的速度为
故B错误；
C．不计绳重与摩擦，则拉力的大小为
故C错误；
D．绳子自由端移动的距离为
故D正确。
故选D。
（1）动滑轮：是指轴随物体一起移动的滑轮，实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆。
（2）特点：省力，不能改变动力方向，费距离。
（3）判断一个滑轮是定滑轮还是动滑轮的关键在于观察其是否固定。 如果一个滑轮的轴位
置固定不动， 那么它是定滑轮； 如果一个滑轮的轴位置随着被拉物品的运动而运动， 那么
它是动滑轮。
【变式2-1】如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做（ ）
A．省力，同时也省距离 B．省力，但不改变施力的方向
C．既省力，也改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向
【答案】B【详解】由图得，工人使用的滑轮为动滑轮，动滑轮是省力杠杆，可以省力，但费距离，
且不能改变施力的方向，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
【变式2-2】如下图所示，通过滑轮沿水平方向拉一个重物A，该滑轮的作用是 。
若重物A移动的距离为2m，则绳子自由端移动的距离为 m。
【答案】 省力 4
【详解】[1]轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。图中的滑轮为动滑轮，
动滑轮能省力，但是费距离，因此该滑轮的作用是省力。
[2]图中承担物重的绳子股数为2，若重物A移动的距离为2m，则绳子自由端移动的距
离为
【角度3】动滑轮绳端拉力及移动距离的计算
【典例3】如下图所示，某同学用重 的滑轮匀速提升重 的物体。不计绳重和摩擦，
则该同学所用的拉力F可能为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】动滑轮之所以能省一半的力，是因为其相当于杠杆的变形，轮的直径相当于动
力臂，轮的半径相当于阻力臂，这样动力臂是阻力臂的二倍，自然就能省一半的力，而
这一关系成立的前提条件是：必须竖直向上拉绳子；不计绳重和摩擦，重物和动滑轮的
总重由2段绳子承担， 当沿竖直方向拉动时，拉力
图中斜向上拉绳子时，动力臂和阻力臂都会减小，但动力臂会小于阻力臂的二倍，而阻
力不变，由杠杆平衡条件可知，动力就会增大，因此所用拉力变大，则拉力F的范围
是F＞50N，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。动滑轮自由端移动距离=物体移动距离×2。
【变式3-1】如图所示，沿水平方向通过轻质滑轮匀速拉动物体A，测力计的读数为
0.4N。若不计滑轮的摩擦，则滑轮挂钩对物体A的拉力为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】由图可知，该滑轮为动滑轮，拉力F等于测力计的计数，所以物体A受到的
拉力为F的两倍，即
故选D。
【变式3-2】有一个矿井，深30m，工人用如图所示装置将一个重为500N的矿石从井底匀
速拉向井面，装置中每个滑轮重20N，不计绳重与摩擦，则工人所用的拉力
N；当矿石拉出井面时，绳子自由端移动了 m；使用滑轮A的好处是可以
。
【答案】 260 60 省力
【详解】[1]由图知，该滑轮组由两股绳子共同承担物体和动滑轮的总重力，不计绳重
与其他摩擦，则每个工人的拉力均为
[2]物体上升了30m，则绳子自由端移动的距离为
[3]滑轮A是一个动滑轮，根据拉力和物重的关系可知，使用动滑轮的好处时可以省力，
缺点是费距离。
问题二：滑轮组的工作特点
【角度1】滑轮组的构成及优点
【典例1】高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好
接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣，
每个坠砣配重为150N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，
下列说法正确的是（ ）A．滑轮A为动滑轮、B为定滑轮 B．该牵引装置既能省力又能省距离
C．输电线P端受到的拉力大小为5000N D．坠砣对钢绳的拉力做功为900J
【答案】D
【详解】A．由图可知，滑轮A的轴不随物体运动，是定滑轮；滑轮B的轴随物体运动，
是动滑轮，故A错误；
B．使用动滑轮可以省力，但费距离，使用任何机械都不能省功。故B错误；
C．图中坠砣挂在钢绳的自由端，由图知，使用的滑轮组承担P端拉力的绳子股数
n=2，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，可得
则输电线P端受到的拉力大小为
故C错误；
D．坠砣对钢绳的拉力做功为
故D正确。
故选D。
（1）使用滑轮组时，既可以省力，也可以改变施力的方向；
（2）使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的n
分之一（忽略绳重及各处的摩擦力）。
（3）滑轮组不是既可以省力又可以省距离，没有任何机械既可以省力又可以省距离。
【变式1-1】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
300NC．若人将绳子匀速拉过2m，物体也上升2m D．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。
【变式1-2】如图是现代家庭经常使用的自动升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起
洗好的衣服，取下晒干的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能。图
中动滑轮有 个，动滑轮 （填“能”或“不能”）改变施力的
方向。定滑轮实质是一个 杠杆，动滑轮实质是一个 杠杆。
（以上两空均选填“省力”、“费力”或“等臂”）。
【答案】 2 不能 等臂 省力
【详解】[1][2]当晾衣架上升时，下面的两个滑轮与晾衣架一起上升，所以下面的两个
滑轮是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向。
[3][4]定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，所以定滑轮实际上是等臂杠杆；动
滑轮的动力臂等于滑轮的直径，阻力臂等于滑轮的半径，所以动滑轮实际上就是动力
臂是阻力臂二倍的省力杠杆。
问题三：滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算
【角度1】滑轮组的连线问题
【典例1】小衡同学的最大拉力是400N，他想站在地上将重900N的物体提起2m，请你在
图中选择可能的装置，帮他绕上绳子组成滑轮组解决问题（动滑轮重不计）（ ）A．只能选丁
B．只能选丙和丁
C．只能选乙、丙、丁
D．甲、乙、丙、丁都能选
【答案】B
【详解】承担物重的绳子段数为
所以此滑轮组至少由3段绳子承担物重，拉力方向需要向下，所以至少需要一个动滑轮
和两个定滑轮。甲、乙均只有一个定滑轮，不能满足拉力方向向下，所以只能选丙和丁。
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
明确滑轮组绳子的有效股数是关键，再根据力的关系公式和移动距离的关系公式计算即可。
【变式1-1】用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（ ）
A． B．C． D．
【答案】A
【详解】A．分别用如图四种机械提起同一重物，忽略机械自重和摩擦，则根据杠杆
平衡条件可得
则
B．由图可知，该滑轮组由1股绳子承担物重，拉力等于物重G，即F=G；
C．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即 ；
D．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即 ；
综上分析可知，最省力的是A，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【变式1-2】如图所示，小明分别使用甲、乙两种不同的机械把同一物体M匀速提升到相
同的高度，测得两次拉力和物体M的重力如表所示。当使用乙机械时，测得绳子自由
端移动的距离是物体M上升高度的2倍。
F F G
甲 乙 M
7N 8N 6N
(1)根据题意在图乙中正确画出滑轮组的绕法 ；
(2)使用甲提升物体M时 （选填“省力”或“费力”）。【答案】(1)
(2)费力
【详解】（1）绳子自由端移动的距离是物体M上升高度的2倍，说明有效绳子股数
为2股，如图所示：
（2）由表中数据可知，甲中拉力F 大于物体的重力G ，所以使用甲提升物体M时
甲 M
费力。
【角度2】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系
【典例2】如下图所示，物体A重50N，物体B重30N，物体A在绳子拉力的作用下向右
做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B匀速
上升，则该拉力F的大小为（滑轮和绳子的重力及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）（
）
A．10N B．20N C．30N D．50N
【答案】B
【详解】由图可知滑轮组绳子段数为3，因为滑轮和绳子的重力及绳子与滑轮之间的
摩擦均不计，当物体A水平向右做匀速直线运动时，绳子自由端的拉力为物体A受到的滑动摩擦力方向水平向左，根据二力平衡可知，物体A受到的滑动摩擦
力大小为
当物体A在水平向左的力F的作用下水平向左运动时，受到的滑动摩擦力方向水平向
右，因接触面粗糙程度不变，压力大小不变，所以滑动摩擦力大小不变，物体B匀速
上升，绳子自由端对物体A的拉力大小和方向都不变，所以拉力F的大小为
故B正确，ACD错误。
故选B。
物体在竖直方向上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力
等于物体重力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体和
动滑轮重力之和的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法
忽略不计，那么拉力等于物体重力除以n和机械效率的乘积。
【变式2-1】如图所示，物体A重100N，物体B重20N，动滑轮重10N，此时物体B匀速
下降，若不计绳重和摩擦，则物体A与水平面的摩擦力为（ ）
A．15N B．20N C．30N D．100N
【答案】A
【详解】由图知，滑轮组绳子的股数n=2，若不计绳重和摩擦，当物体B匀速下降，
作用在绳子自由端的拉力为
物体B匀速下降，物体A也做匀速直线运动，根据二力平衡的条件，物体A受到水平
向右滑动摩擦力的大小
f=F =15N
拉
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【变式2-2】如图，王兵同学用20N的水平拉力F将重100N的物体M向左匀速拉动，物
体以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动，则在此过程中，拉力F的功率为
W，物体与地面间的滑动摩擦力为 N，物体重力做功为 J。（滑轮
重、绳重、摩擦均忽略不计）【答案】 12 60 0
【详解】[1]由图知，动滑轮上的绳子股数n=3，则绳子自由端移动的速度为
拉力F的功率为
[2]滑轮重、绳重、摩擦均忽略不计，根据 可得，物体与地面间的滑动摩擦力为
[3]重力的方向竖直向下，物体在水平地面上向左匀速运动，没有在重力的方向上移动
距离，根据做功的条件可知，重力没有做功，即做功为0J。
问题四：斜面和轮轴以及滑轮组的设计与组装
【角度1】斜面模型及相关计算
【典例1】我国是多山之国，修建了很多盘山公路，尤其在西南和中部地区。如图所示，
盘山公路修得弯弯曲曲，主要目的是为了（ ）
A．省距离 B．省力 C．省功 D．省力和省功
【答案】B
【详解】盘山公路属于斜面，盘山公路修得弯弯曲曲，主要目的是为了省力，即减小
汽车上坡时需要的牵引力；汽车上山时，需要克服重力和摩擦力做功，克服摩擦力做
的功为额外功，汽车上山时不能省功，反而多做功，使用任何机械都不能省功，故B
符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
掌握斜面的原理以及作用，学会对斜面做省力分析。
【变式1-1】每年五月的第三个星期日为全国助残日。如图所示，现在很多地方设有轮椅
专用通道，该通道实际上就是一种简单机械，使用这种简单机械是为了（ ）A．省距离 B．省力 C．省功 D．省力和省功
【答案】B
【详解】图中是生活中常见的斜坡，斜坡相当于简单机械中的斜面，使用斜面可以省
力，但费距离，不能省功，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B 。
【变式1-2】如图所示为光滑斜面，若沿斜面AB和AC分别将同一重物从斜面底部拉到顶
部，所需拉力分别为F 和F ，所做的功分别为W 和W，则F F ，W
1 2 1 2 1 2 1
W。（均选填“>”、“<”或“=”）
2
【答案】 < =
【详解】[1][2]斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功，则把同一物
体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，h相同，由W=Gh可知两次做的功相同，即
W=W
1 2
根据图示可知
s >s
BA CA
由W=Fs可知
F
