文档内容
专题 29 滑轮
【考点分析】
章节 考点 考试题型 难易度
定滑轮 选择题、填空题 ★
动滑轮 选择题、填空题 ★★
简单机械
滑轮组 选择题、填空题、计算题 ★★
机械效率 选择题、填空题、计算题 ★★★
【知识点总结+例题讲解】
一、定滑轮：
1.滑轮：
（1）定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。
（2）特点：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。
（3）分类：根据使用情况不同，滑轮可分为 定滑轮 和 动滑轮 。
2.定滑轮：
（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮；如下左图所示。
（2）实质：是个等臂杠杆；（如下中图所示）
轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，
根据杠杆的平衡条件：FL=FL 可知F=G，所以不省力。
1 1 2 2
（3）特点：不省力，但可改变力的方向。
（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等：S=h。（如上右图所示）
【例题1】学校旗杆顶上的滑轮是一个 ，使用该滑轮的好处是 。
【变式1】学校升旗时，旗杆顶端装的滑轮是 滑轮，它的作用是 ，当国旗缓缓上
升10m，旗手向下拉动绳端移动的距离为 m。
【例题2】如图所示，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 F 、F 、
1 2
F 匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，则F、F、F 的大小关系是（ ）
3 1 2 3
A.F＞F＞F
1 2 3
B.F＜F＜F
1 2 3
C.F＝F＝F
1 2 3
D.F、F、F 的大小不能确定
1 2 3
【变式2】学校升旗时，旗手向下拉绳子，国旗徐徐上升，旗杠顶部安装了定滑轮，使用它可以；如图所示，某人用一个定滑轮将水平地面上一个质量为 68kg的的物体向上拉，此人的质量为
60kg。当此人用550N的拉力拉物体时，此时物体对水平地面的压力为 N。（不计绳重与摩擦
g取10N/kg）
二、动滑轮：
1.定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮；（如下左图所示）
2.实质：是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆；（如下中图所示）
图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l=2r ，阻力臂l=r，
1 2
根据杠杆平衡条件：Fl=Fl，即F·2r=F·r，得出 ，
1 1 2 2 1 2
当重物竖直匀速向上时，F=G，则 。
2
3.特点：省一半力，但不能改变力的方向。
4.动力移动的距离是重物移动距离的2倍：S=2h（如上右图所示）
5.说明：
（1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；
（2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动；动力F 的方向与并排绳子平行；不
1
计动滑轮重、绳重和摩擦。
【例题3】如图所示，工人用动滑轮提升重物，使用动滑轮的作用是（ ）
A.既能省力，又能改变力的方向
B.既不能省力，也不能改变力的方向
C.不能省力，但能改变力的方向
D.能省力，但不能改变力的方向
【变式3】如图所示，用5牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体，使其上升了0.2米。若不计滑
轮自重及摩擦，关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s，下列判断中正确的是（ ）
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【例题4】如图所示，用滑轮提升重为G＝100N的物体，使物体以0.2m/s速度上升（绳重和各种摩
擦不计），已知动滑轮重G ＝10N，则绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是：（ ）
动
A.55N，0.1m/s
B.210N，0.1m/s
C.55N，0.4m/s
D.210N，0.4m/s
【变式4】如图，用100N的力拉着物体A以2m/s的速度在水平面匀速前进，若A受到的摩擦力是
20N，则B受到的摩擦力是 N，B物体的速度是 m/s。（不考虑绳子与滑轮之间的摩擦）
三、滑轮组：
1.定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
2.特点：可以省力，也可以改变力的方向。
（1）使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，
1
F= G
n 物
提起物体所用的力就是物重的几分之一，即： （条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。
1
F= (G +G )
n 物 滑
（2）如果不忽略动滑轮的重量，则：
3.动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是：s=nh
使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的
n倍，即s=nh。如上图所示。（n表示承担物重绳子的段数）
V =nV
4.绳子端的速度与物体上升的速度关系： 绳 物
5.滑轮组的组装：1
F= G
n
（1）根据 的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；
（2）确定动滑轮的个数；
（3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。
确定定滑轮个数的原则是：
一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，
但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。
在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇动、偶定”的规则，由内向外缠绕滑轮。
【例题5】在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，
下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A.绳子自由端被拉下了10m
B.这个滑轮组能省距离
C.这个滑轮组能省力
D.这个滑轮组不仅能省力，还能省距离
【变式5】在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，
下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A.绳子自由端被拉下了10m
B.这个滑轮组能省距离
C.这个滑轮组能省力
D.这个滑轮组能省功
【例题6】小明用图中装置提升某一物体，拉力为100N，物体匀速上升了2m，不计摩擦、绳重和滑
轮自重，下列说法正确的是（ ）
A.两个滑轮均为定滑轮
B.小明克服重力做功为200J
C.物体的重力为200N
D.使用该装置不但能省力，还能省功
【变式6】如图（绳子和滑轮重不计，忽略绳子和动滑轮的摩擦力）重为60N的物体A，在10N的拉
力作用下，物体在水平路面上以1m/s的速度做匀速直线运动6s，则（ ）（多选）
A.物体A与水平路面间的摩擦力为120N
B.物体A与水平路面间的摩擦力为20N
C.在6s内绳子自由端移动了12m
D.在6s内绳子自由端移动了18m
四、机械效率：
1.有用功（W ） ：为了达到工作目的，必须要做的功。
有
2.额外功（W ）：对人们没有用但不得不做的功；
额
3.总功（W ）：利用机械做功时，对机械所做的功叫做总功；
总
4.说明：
（1）W =W +W
总 有 额
（2）总功、有用功、额外功的单位都是焦（J）。5.机械效率：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率；用符号η表示；
6.公式： ；
7.物理意义：机械效率是标志机械做功性能好坏的重要指标，机械效率越高，机械的性能越好；
8.说明：
（1）机械效率只有大小，没有单位；
（2）由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 ；
（3）机械效率通常用百分数表示；
（4）对一个机械来说，机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用
功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，有用功不同，机械效率也会不同。
【例题7】下列说法中正确的是（ ）
A.机械效率高的机械，做功就越多 B.功率大的机械，做功就越多
C.功率小的机械，其机械效率越低 D.功率大的机械，做功就越快
【变式7】 和 的比值称为机械效率。使用机械时，由于存在额外功，因此所做
的有用功必 总功，因此，机械效率必 1．（填：“小于”、“大于”或“等于”）
【例题8】工人师傅利用如图所示的滑轮组提货物，货物重 200N，动滑轮重为40N，重物在10s内
上升2m。不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A.工人做的有用功为1200J
B.动滑轮移动了4m
C.机械效率约为83.3%
D.工人做功的功率为16W
【变式8】如图所示，牵引车通过滑轮组将水平面上的物体匀速吊起，物体重 900N、底面积为
200cm2，物体20s内匀速竖直上升1m，牵引车的拉力为400N。不计绳重和摩擦，则下列结果正确的
是（ ）
A.动滑轮的重力为200N
B.20s内牵引车的拉力做功为3600J
C.该滑轮组提升重物的机械效率为75%
D.当物体受到100N的拉力时，物体对地面的压强为4.5×104Pa跟踪训练
1．如图所示，使用定滑轮提升重物，当分别在A方向、B方向和C方向拉重物时（ ）
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．三个方向拉力都一样
2．如图所示，用滑轮装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则省力情况相同的是（ ）
A．①④ B．③④ C．②③ D．①②
3．如图所示，三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为 F、F、F，不
1 2 3
计滑轮重及绳与滑轮间摩擦，那么这三个力的关系是（ ）
A．F＞F＞F B．F＜F＜F C．F＞F＞F D．F＜F＜F
1 2 3 1 2 3 2 1 3 2 1 3
4．某兴趣小组用如图所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子连接）匀速拉动放在同一水平面上的不
同物体，物体的质量为100kg，受到的摩擦力为200N，用80N的拉力F，10秒内把物体拉动的距离为2m。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）则动滑轮重力（ ）
A．30N
B．40N
C．50N
D．60N
5．如图所示，拉力F的功率为3.6W，物体A以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速运动，A与地面
间的摩擦力是A重力的0.3倍，不计滑轮处摩擦和绳重，则（ ）
A．1s内重力做功3.6J
B．A的重力为120N
C．拉力F＝36N
D．摩擦力为18N
6．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知
OA：OB＝1：2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自
重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（ ）
A．工人对地面的压力为400N
B．建筑材料P重为600N
C．建筑材料P上升的速度为3m/s
D．物体M对地面的压力为4400N
7．如图所示的滑轮组，每个滑轮重100N。用力F在10s内将物体匀速提升2m，其滑轮组的机械效
率η为80%，若不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．拉力做的有用功为1200J
B．拉力大小为300N
C．拉力的功率为200W
D．在匀速提升的过程中，物体的机械能不变
8．如图所示，牵引车通过滑轮组将水平面上的物体匀速吊起，物体重 900N、底面积为200cm2，物体20s内匀速竖直上升1m，牵引车的拉力为400N。不计绳重和摩擦，则下列结果正确的是（
）
A．动滑轮的重力为200N
B．20s内牵引车的拉力做功为3600J
C．该滑轮组提升重物的机械效率为75%
D．当物体受到100N的拉力时，物体对地面的压强为4.5×104Pa
9．用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同的物体，每次物体被提升的高度均为 0.5m，滑轮组的机械
效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率越高，功率越大
B．该滑轮组的机械效率能达到100%
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做的功越多
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功均为5J
10．如图斜面长为2m、高为0.4m，现将重为20N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F
为5N，则（ ）
A．拉力所做的功为2J
B．斜面的机械效率为80%
C．物体受到的摩擦力为5N
D．有用功为40J
11．如图所示，工人利用滑轮组提升重为 810N 的物体，某段过程中物体匀速上升的速度为
0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，不计绳重和摩擦。求这段过程中：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）作用在绳子自由端的拉力F；
（3）滑轮组的机械效率。
12．如图1，轻质杠杆在水平位置平衡。现利用该杠杆提升货物（如图 2），货物P重120N，在竖
直向下大小为120N的拉力F作用下，该杠杆从图中水平位置缓慢匀速转至虚线位置，此过程中
重物P上升的高度为0.8m，拉力F下降的高度为1m。求：
（1）提升货物做的有用功W ；
有
（2）拉力F做的额外功W ；
额
（3）该杠杆的机械效率η。
、真题过关
一、选择题（共10小题）：
1．（2022•湘西州）湘西自治州矮寨公路被修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以（
）
A．省力
B．省距离
C．省时间
D．省能量
2．（2022•广东）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的
是（ ）
3．（2022•兰州）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重100N的物体，
从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．利用此装置既可以省力，也可以省功
B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500J
D．该斜面的机械效率为80%
4．（2022•辽宁）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为 300kg的物体，弹簧测力计
的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组
内的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为50% B．动滑轮重为100N
C．绳子自由端拉力的功率为20W D．增大物重机械效率不变
5．（2022•通辽）用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变
化图象如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为350N B．绳子自由端移动的速度为0.5m/s
C．动滑轮重为50N D．该滑轮组的机械效率为83.3%
6．（2022•哈尔滨）如图所示，用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面匀速提到6m高的楼上，所用
拉力60N（绳重和摩擦不计），下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重40N B．绳子自由端通过的距离为12m
C．拉力做的有用功为720J D．动滑轮的机械效率为8.3%
7．（2022•眉山）小廖同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为
900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。
下列说法中正确的是（ ）
①拉力F做功为2850J
②动滑轮的重力为50N
③拉力F做的额外功为600J
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
8．（2022•陕西）如图，这是一种塔式起重机。已知起重机上的滑轮组在匀速起吊 330kg的物体时，
滑轮组的机械效率是60%，g取10N/kg。下列分析和计算错误的是（ ）
A．起重机的吊臂AOB可视为杠杆
B．物体上升2m，滑轮组所做有用功是6.6×103J
C．物体上升2m，滑轮组所做总功是1.1×104J
D．增加起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将减小9．（2022•乐山）如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线
运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的 0.2 倍，绳子自由端向前移动的速度为
0.6m/s。则（ ）
A．拉力F的功率为3W
B．1min内物体移动的距离为36m
C．1min内所做的有用功为1440J
D．该滑轮组的机械效率为85%
10．（2021•鄂尔多斯）甲装置中，空吊篮A重25N，B处绳子承受的拉力足够大，C处绳子承受的
最大拉力为100N。小壮将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间
变化关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为15N
B．第2秒内克服滑轮重做的额外功为30J
C．此装置最多能匀速运载160N重的货物
D．此装置运载货物最高机械效率为92.5%
二、填空题（共4小题）：
11．（2022•盐城）在“再探动滑轮”的实验中，小明用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动滑轮，使
挂在它下面重为3N的钩码缓缓上升0.2m，钩码上升的时间为4s。绳受到的拉力为2N，此过程
中钩码上升的速度为 m/s，拉力的功率为 W，动滑轮的机械效率为 。
12．（2022•淮安）如图所示，向上用125N的拉力，10s内将重200N的物体匀速提升2m。此过程中，
重物上升的速度为 m/s，拉力做的功为 J，动滑轮的机械效率是 。
13．（2022•锦州）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动
了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。
则绳子自由端移动的距离为 m，拉力F的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
14．（2022•长沙）用如图所示的电动起重机将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功是
J；它的电动机功率为3000W，此过程用时10s，起重机的机械效率为 %；若减小
动滑轮的重力，起重机的机械效率将变 。三、实验探究题（共1小题）：
15．（2022•襄阳）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。
实验 钩码重 钩码上升高度 拉力 绳端移动距离 机械效率
次数 G/N h/cm F/N s/cm η
1 1.0 10 0.6 30 55.6%
2 2.0 10 1.0 30
3 4.0 10 1.6 30 83.3%
（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上 拉动弹簧测力计；
（2）第二次实验中，滑轮组的机械效率为 ；
（3）分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越 （选填“重”
或“轻”），滑轮组的机械效率越高；
（4）小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的
机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
四、计算题（共5小题）：
16．（2022•镇江）如图所示，用拉力F通过动滑轮将重90N的货物匀速提升1m，动滑轮的机械效
率为90%。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）上述过程中的有用功W ；
有
（2）上述过程中拉力所做的功W；
F
（3）动滑轮所受的重力G 。
动
17．（2022•大连）如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为 900N的货箱在6s内匀速提升3m。此
过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%。试求：
（1）货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•宿迁）如图小明拉着质量为30kg行李箱匀速经过一段长度s＝3m、高度h＝1m的斜坡路面，用时10s，若此过程拉力方向沿斜面向上，大小为125N。行李箱放在水平地面时与地面接
触面积为4×10﹣4m2（g＝10N/kg）。求：
（1）行李箱静止放在水平地面上时受到的重力大小和对地面的压强；
（2）小明对行李箱做的有用功和斜面的机械效率；
（3）拉力F做功的功率。
19．（2022•张家界）天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，
直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅
游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，
天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为 6000kg。现有一辆满载的新能
源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客
车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：
（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？
（2）盘山公路的机械效率为多少？
（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？
20．（2022•黔东南州）如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体 M的情景。物体M
的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（ρ ＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
水
（1）物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力；
（2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力；
（3）物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。
