力学与简单机械 · 人教版八年级下册第十二章
滑轮组绕线与机械效率模拟器
中考力学压轴口诀：“奇动偶定”——承担重物的绳子段数 n 为奇数时绳子固定在动滑轮挂钩上，偶数时固定在定滑轮挂钩上；F=(G+G动)/n。
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3D 物理实验视窗● 60 FPS
实验控制变量
N
N
m
N
实时推导与指标
绳端拉力 F
--
绳端移动距离 s
--
机械效率 η
--
总做功 W总
--
【实时推导与公式代入】
基本公式：
--代入过程：
--物理状态： --
配套工具推荐：
⚙️ 搭配工业工具：皮带轮转速与皮带长度计算器 ↗
【经典例题深度剖析与考场防坑】
典题精析
【题干】 用一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组提升 400N 重物，动滑轮重 50N，绳重与摩擦不计。绳子段数 n=3。求拉力 F 和机械效率 η。
【详细计算步骤】
- 拉力 F = (G + G动)/n = (400 + 50)/3 = 150N；机械效率 η = W有 / W总 = (G·h) / (F·s) = G / (n·F) = 400 / (3×150) = 400 / 450 ≈ 88.9%。
典题精析
【题干】 某滑轮组提升 600N 重物到 3m 高处，绳端拉力为 250N，绳端移动了 9m。求有用功、总功和机械效率。
【详细计算步骤】
- W有 = G·h = 600N × 3m = 1800J；W总 = F·s = 250N × 9m = 2250J；η = W有 / W总 = 1800 / 2250 = 80%。此时可知 n = s/h = 3。
【课堂随堂探究单与课后作业】
Q1. 变式 1：站在地面上的人想用滑轮组将 500N 重物吊起，动滑轮重 60N，要求向下拉绳。最少需要几段绳子？拉力至少多大？
参考答案: 向下拉绳时最后一段绳从定滑轮引出，绳始端挂在定滑轮上，n=2。拉力 F = (500+60)/2 = 280N。
Q2. 变式 2：同一个滑轮组，分别提升 200N 和 600N 的重物，它的机械效率相同吗？为什么？
参考答案: 不相同。提升 600N 时机械效率更高。因为 η = G / (G + G动 + f)，物重 G 增大时，有用功在总功中占比提高。
Q3. 变式 3：一滑轮组机械效率为 75%，重物以 0.2m/s 速度匀速上升，拉力功率为 40W。求物体重力 G。
参考答案: 总功率 P总 = 40W，有用功率 P有 = η·P总 = 0.75 × 40W = 30W。又 P有 = G·v物，得 G = 30 / 0.2 = 150N。
【教学答疑与常见物理/数学误区】
什么是“奇动偶定”穿绳口诀？
如果动滑轮与重物由奇数段（如 3、5 段）绳子承担，绳子的固定端必须系在动滑轮挂钩上；如果由偶数段（如 2、4 段）承担，绳子固定端必须系在定滑轮挂钩上。
人站在地上向下拉绳，拉力方向改变了，能省力多少？
改变拉力方向意味着最后一根绳子从定滑轮向下引出，这一段绳子不承担动滑轮和物重。如果只有一个定滑轮和一个动滑轮，承重段数 n=2，能省一半力。
滑轮组能省功吗？
绝对不能！功的原理指出使用任何机械都不省功。滑轮组省力 n 倍（F=G/n），绳子自由端就必须多移动 n 倍距离（s=nh），且因克服动滑轮自重与摩擦，总功必然大于有用功。
如何提高滑轮组的机械效率？
主要有三条途径：1) 减小动滑轮自重；2) 加润滑油减小轴承摩擦；3) 在额定载荷内增大提升的物重（增大有用功占比）。