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12.2 滑轮（原卷版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 滑轮及其工作特点
（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；
（2）滑轮分类：定滑轮和动滑轮；
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）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。
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，
1
省 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
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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；
（3）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
【典例1】（•阿荣旗二模）用定滑轮拉物体，不计摩擦，当沿不同方向将物体拉起时，拉
力分别为F 、F 、F ，如图所示，则这三个力之间的大小关系正确的是（ ）
1 2 3
A．F ＜F ＜F B．F ＞F ＞F C．F ＝F ＝F D．无法判断
1 2 3 1 2 3 1 2 3
【典例2】（春•兴庆区期末）如图所示，通过动滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动
的力分别为F 、F 、F ，则这三个力大小关系是（ ）
1 2 3
A．F 最大 B．F 最大 C．F 最大 D．一样大
1 2 3
【典例3】（•中牟县模拟）某同学用重为10N的滑轮匀速提升重为90N的物体。不计绳重，
则该同学所用拉力F的可能值是（ ）
A．25N B．60N C．50N D．45N
【典例4】（春•阳东区期中）如图所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同
重物，在A端所用的拉力分别为F ＝ ；F ＝ ；F ＝ 。（不计滑
1 2 3
轮本身的重和摩擦）
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【典例5】（•肥东县二模）小明同学在学习滑轮时，老师讲到：理想的动滑轮最多省一半
力，其实省力的多少与拉力和竖直方向的夹角大小有关，如图甲所示。小明就此问题展
开 如 图 乙 所 示 的 实 验 探 究 ， 并 将 所 测 数 据 记 录 在 表 格 中 。
序号 1 2 3
拉力F/N 3.0 3.8
（1）如图丙所示，这是第三步实验时弹簧测力计的示数，则F ＝ N；
3
（2）通过分析实验数据可初步得出结论：使用动滑轮提升同一重物时，拉力 F与竖直
方向的夹角 越大，需要的拉力F越大。请你从杠杆平衡条件的角度分析其中的原因：
θ
。
【变式训练1】（•张店区一模）如图所示，国旗杆顶部装有一个滑轮，下列说法中正确的
是（ ）
A．它是定滑轮，用它可以省力 B．它是定滑轮，用它可以改变力的方向
C．它是动滑轮，用它可以省功 D．它是动滑轮，用它可以省力
【变式训练2】（•岑溪市一模）如图所示，一个重G＝20N的物体在拉力F的作用下被匀
速提升了20cm．若不计滑轮重和摩擦，则拉力F及其向上移动的距离s分别为（ ）
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A．F＝10 N，s＝0.2m B．F＝10N，s＝0.4m
C．F＝20 N，s＝0.2m D．F＝20 N，s＝0.4m
【变式训练3】（精选春•惠山区校级月考）如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提
升重为50N的物体，不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（ ）
A．20 N B．25 N C．30 N D．35 N
【变式训练4】（精选秋•句容市校级月考）如图，物体重10N，且处于静止状态。该滑轮
是 滑轮，手拉弹簧测力计在1位置时的示数为 N．若手拉弹簧测力计在
1、2、3三个不同位置时的拉力分别是F 、F 、F ，则它们的大小关系是F F
1 2 3 1 2
F ．这证明使用定滑轮不能改变力的 ，只能改变力的 。
3
【变式训练5】（秋•泰兴市期中）小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，实
验装置如图所示.
实验次数 物重G/N 使用动滑轮时测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.9
3 2.00 1.15
（1）在研究定滑轮特点时，按图甲操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即
测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （选填“大于”、“等
于”或“小于”）物体的重力，其原因是 （不计绳重及摩擦）。
（2）在研究动滑轮特点时，按图乙操作，记录数据如表，分析表中的数据发现，测力
计的示数F大于物重G的一半，其原因是 。如果不更换动滑轮，为了使测出
的拉力接近物重的一半，请提出一条合理的建议 。
（3）小明在研究动滑轮特点的第二次实验中，若钩码在2s内匀速提高10cm，则拉力做
的有用功是 J，拉力做功的功率是 W，此时动滑轮的机械效率为 。
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（不计绳重和摩擦）
考点2 滑轮组及其工作特点
（1）定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;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
（3）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）；
【典例6】（春•雄县期末）如图所示，甲、乙两个滑轮组的轮重、物重均相同，把物体匀
速提升相同的高度，绳子自由端受到的拉力大小分别为 F 和F ．若不计绳重及摩擦，
1 2
下列说法中正确的是（ ）
A．F ＝F B．F ＜F C．F ＞F D．无法判断
1 2 1 2 1 2
【典例7】（•日照二模）请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人用
力往下拉绳使重物升起。
【变式训练1】（秋•广州月考）如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡
状态（不计机械自重和摩擦），拉力F 、F 、F 的大小关系是（ ）
1 2 3
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A．F ＜F ＜F B．F ＜F ＜F C．F ＜F ＜F D．F ＜F ＜F
2 1 3 2 1 3 1 2 3 2 3 1
【变式训练2】（•龙湖区模拟）如图所示，请画出人站在地面上利用滑轮组提起物体时的
最省力的绕绳方法。
考点3 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
G物+G动 G物
力就是物重的几分之一，即动力F= ；若忽略滑轮重，则有F= ；其
n n
中n为承担物重的绳子的段数；
其中：F拉—拉力，G —动滑轮的重力，G —被提升物体的重力，n—吊住动滑轮绳子
动 物
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）。
【典例8】（精选春•东湖区校级月考）如图所示，物体 A重60N，当滑轮在力F的作用下，
以0.4m/s的速度匀速上升时，物体A的速度为 ，F的大小为 N．（不
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计滑轮重及摩擦）
【典例9】（精选秋•仪征市校级月考）小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，他将
重为5N的物体匀速提高了1m，每个滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，则绳端移动距
离是
m，施加在绳端的拉力F是 N，悬挂定滑轮处拉力F′是 N．
【典例10】（•济宁模拟）如图所示装置，同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态，不
计滑轮重力及摩擦，则（ ）
A．甲、乙的体积之比为1：2 B．甲、乙的质量之比为1：2
C．甲、乙的密度之比为2：1 D．甲、乙的重力之比为2：1
【典例11】（春•汝州市期末）如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A匀速向右滑动
时，弹簧测力计示数为10 N，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，则水平拉力F和物体
A与水平面之间的摩擦力f的大小分别是（ ）
A．F＝20 N，f＝20 N B．F＝10 N，f＝20 N
C．F＝20 N，f＝10 N D．F＝10 N，f＝10 N
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【变式训练1】（春•新乡期末）如图所示的动滑轮，把重10N的物体匀速向上拉起，弹簧
测力计的示数是6N，则拉力F＝ N，若不计摩擦，动滑轮重是 N．若用此
滑轮提起20N的物体，拉力F是 N．（不计绳重和摩擦）
【变式训练2】（春•四会市期末）如图所示的滑轮组中，不计滑轮质量，分别挂上A、B
两物体后恰能静止，则两物重力关系为（ ）
A．G ：G ＝1：1 B．G ：G ＝1：2 C．G ：G ＝2：1 D．不好判断
A B A B A B
【变式训练3】（春•长葛市期末）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
【变式训练4】（•思明区校级三模）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）
考点4 斜面和轮轴以及滑轮组的设计与组装
滑轮组的设计：
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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
n n-1
的个数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
n+1
共同决定。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，
2
n-1 n
定滑轮的个数为 ．当n为偶数且方向向下时，定滑轮的个数为 ；方向向上时，
2 2
n
定滑轮的个数为 - 1。
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=
G物 G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
2 2
时，我们应选择绳子的根数为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。
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
1 2 1
杆的阻力臂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
1 2
离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。
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（4）轮轴的公式：FR=Fr；
1 2
斜面：
（1）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。
（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。
【典例12】（精选•新宁县模拟）斜面是一种 ，使用斜面的好处是 ，斜
面高度一定时，斜面越 使用它就越 。
【变式训练1】24．（春•香河县期末）在生产和生活中，经常见到这样的情形，用木板搭
斜坡将货物推上汽车车厢，修盘山公路使汽车驶上高耸的山峰等。从物理学的角度分析，
它们的物理模型属于同一种简单机械，即 ，这种简单机械的优点是 。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（春•西吉县校级期末）用滑轮组匀速提升重物，当绳子的自由端被拉下 2m时，物体
升高了0.5m，被提升的重物的质量为20kg．若不计动滑轮重和摩擦阻力，则拉绳子的
力应为（ ）
A．40N B．49N C．98N D．5N
2．（•福田区校级模拟）下列各图中利用了动滑轮的是（ ）
A． B． C． D．
3．（精选•宽城区模拟）下列说法中正确的是（ ）
A．滑轮组的省力情况是由其中的动滑轮个数决定的
B．剪刀实际上是两个杠杆的组合
C．费力杠杆是不好的，实际应用中应当尽量避免使用
D．不论是定滑轮还是动滑轮，其轮心都相当于杠杆的支点
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4．（精选•宁波模拟）如图所示，滑轮第一次受到F 的作用，第二次受到竖直向上F 的作
1 2
用，物体的重力为G．在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（ ）
A．F ＜F B．F ＝ G
1 2 2
C．F 的力臂为OA D．在F 方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
1 2
5．（春•高青县期中）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
6．（秋•苏州月考）一名体重600N的举重运动员，可举起1300N的物体，这个人站在地
面上，用如图装置提升物体，滑轮重和摩擦均忽略不计，在下列四个不同重力的物体中，
他能提起的最重的物重是（ ）
A．600 N B．1300 N C．1900 N D．700 N
二、填空题。
7．（春•南开区期末）定滑轮实质是 杠杆，使用定滑轮可以改变 ，但它
不能 。
8．（秋•宜州区期末）使用机械时，有时可以省力，有时可以省距离，但都不能省 ；
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盘山公路做成弯弯曲曲的形状，而不是直接从山下直通山顶，这样的设计目的是为了 。
9．（•宜城市二模）使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度，提高工作效率。
（1）如图甲，工人在铺设电缆时，要在转弯处安装一组导向轮。这组导向轮属于
（选填“动滑轮”或“定滑轮”）。
（2）如图乙，尖嘴钳是常用的电工工具，刀刃部分靠近转动轴，这是为了 ，
从而在使用时更加省力。
10．（•黄埔区一模）如图所示，我国古代护城河上安装使用的吊桥就是一个组合机械，定
滑轮的作用是改变 ，桥可看作一个杠杆，由图可知杠杆的支点是 （选
填“A”、“B”或“C”）点，请分别画出人拉动吊桥瞬间绳子AB对桥的拉力F 的力
1
臂L 和阻力F 的力臂L ，根据 ，可以判断桥属于 （填“省
1 2 2
力”、“等臂”或“费力”）杠杆。
11．（春•嘉定区期末）如图所示，分别用力F 、F 匀速提升重为10牛的物体（不计滑轮
1 2
重力和摩擦）。滑轮 （选填“甲”或“乙”）相当于等臂杠杆，力 F ＝
2
F ；若图（b）中的物体被竖直提升2米，则绳子自由端上升 米，此过程中，物
1
体的机械能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
12．（春•汝南县期末）如图所示，不计动滑轮的质量及转动摩擦，当竖直向上的力F＝
10N时，恰能使重物G匀速上升，则重物G＝ N，绳固定端拉力为 N，重
物上升10cm，力F向上移动 cm。
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三、作图题。
13．（秋•姜堰区期中）请在图中画出使用该滑轮组最省力的绕线方式。
四、计算题。
14．（春•淮南月考）如图所示，工人用滑轮组提升质量为24kg的物体，使物体在5s内匀
速上升1m。动滑轮的重为20N，求：（不计绳重及摩擦，g取10N/kg）
（1）物体的重力。
（2）绳子自由端移动的距离和速度。
（3）工人所用的拉力。
15．（春•柳州期末）工人利用如图所示的两个滑轮组成滑轮组，向下拉动绳子来提升货物。
已知货物重
800N．不计绳重及摩擦。
（1）在图中画出绳子的绕法。
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（2）若忽略动滑轮重，工人所用拉力多大？
（3）若不可忽略动滑轮重，工人实际所用拉力为500N，动滑轮有多重？
16．（•寿光市模拟）如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀
速提高2m，（不计绳重和摩擦），求：
（1）动滑轮重；
（2）绳自由端的移动速度为多大？
（3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？
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