3. 如图所示,用定滑轮提升重物(摩擦和绳重不计)时(

A.沿1方向拉力最小
B.沿2方向拉力最小
C.沿3方向拉力最小
D.沿三个方向拉力相同
D
)A.沿1方向拉力最小
B.沿2方向拉力最小
C.沿3方向拉力最小
D.沿三个方向拉力相同
答案
3. D
解析
【分析】
解题时首先要先判断滑轮类型:图中滑轮的轴固定在天花板上,属于定滑轮。接下来回忆定滑轮的工作本质,把定滑轮等效为杠杆,支点是滑轮的轴心:重物一侧的拉力是阻力,大小等于物重,阻力臂等于滑轮的半径。再分析三个不同方向拉力的动力臂:由于拉力方向始终沿对应段绳子,绳子和滑轮边缘相切,圆心(支点)到切线的距离始终等于滑轮半径,因此三个方向拉力的动力臂都等于滑轮半径。结合杠杆平衡条件就能推导出三个拉力的大小关系,进而得到结论。
【解析】
1. 首先识别滑轮:该滑轮轴的位置固定不动,是定滑轮。
2. 定滑轮的实质是等臂杠杆,支点为滑轮的中心轴心。
3. 不计绳重和摩擦时,阻力等于重物的重力G,阻力臂是支点到重物侧绳子拉力作用线的垂直距离,大小等于滑轮的半径r。
4. 三个方向的拉力都沿对应段绳子的方向,绳子与滑轮边缘相切,支点到三个拉力作用线的垂直距离(动力臂)都等于滑轮的半径r。
5. 根据杠杆平衡条件$F_{动}L_{动}=F_{阻}L_{阻}$,代入$L_{动}=r$、$L_{阻}=r$、$F_{阻}=G$,可得所有方向的拉力$F_{动}=G$,因此沿三个方向的拉力大小完全相同。
所以选项A、B、C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮的特点,杠杆平衡条件
【点评】
本题考察定滑轮的核心性质,容易出错的点是部分同学会混淆定滑轮和斜向拉动滑轮的受力规律,误以为斜向拉定滑轮拉力会变大,实际上定滑轮无论拉力朝向哪个方向,动力臂始终等于滑轮半径,都属于等臂杠杆,不会省力也不会费力。
【难度系数】
0.8
解题时首先要先判断滑轮类型:图中滑轮的轴固定在天花板上,属于定滑轮。接下来回忆定滑轮的工作本质,把定滑轮等效为杠杆,支点是滑轮的轴心:重物一侧的拉力是阻力,大小等于物重,阻力臂等于滑轮的半径。再分析三个不同方向拉力的动力臂:由于拉力方向始终沿对应段绳子,绳子和滑轮边缘相切,圆心(支点)到切线的距离始终等于滑轮半径,因此三个方向拉力的动力臂都等于滑轮半径。结合杠杆平衡条件就能推导出三个拉力的大小关系,进而得到结论。
【解析】
1. 首先识别滑轮:该滑轮轴的位置固定不动,是定滑轮。
2. 定滑轮的实质是等臂杠杆,支点为滑轮的中心轴心。
3. 不计绳重和摩擦时,阻力等于重物的重力G,阻力臂是支点到重物侧绳子拉力作用线的垂直距离,大小等于滑轮的半径r。
4. 三个方向的拉力都沿对应段绳子的方向,绳子与滑轮边缘相切,支点到三个拉力作用线的垂直距离(动力臂)都等于滑轮的半径r。
5. 根据杠杆平衡条件$F_{动}L_{动}=F_{阻}L_{阻}$,代入$L_{动}=r$、$L_{阻}=r$、$F_{阻}=G$,可得所有方向的拉力$F_{动}=G$,因此沿三个方向的拉力大小完全相同。
所以选项A、B、C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮的特点,杠杆平衡条件
【点评】
本题考察定滑轮的核心性质,容易出错的点是部分同学会混淆定滑轮和斜向拉动滑轮的受力规律,误以为斜向拉定滑轮拉力会变大,实际上定滑轮无论拉力朝向哪个方向,动力臂始终等于滑轮半径,都属于等臂杠杆,不会省力也不会费力。
【难度系数】
0.8
4. 如图所示,滑轮A可以看作

等臂
(填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆,滑轮B可以看作省力
(填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。若物体的重力均为30 N且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,则力$F_{1}$的大小为30
N,力$F_{2}$的大小为15
N。答案
4. 等臂 省力 30 15
解析
【分析】
解题时首先要区分两个滑轮的类型:首先观察滑轮A,它的轴位置固定不动,属于定滑轮,我们可以从杠杆的力臂角度分析,定滑轮的支点在轴心,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,动力臂等于阻力臂,由此判断杠杆类型,同时根据定滑轮的工作特点计算拉力F₁的大小。再观察滑轮B,它的轴会随下方的重物一起运动,属于动滑轮,常规使用的动滑轮支点在绳子和滑轮的接触点,动力臂等于滑轮的直径,阻力臂等于滑轮的半径,动力臂是阻力臂的2倍,动力臂大于阻力臂,由此判断杠杆类型,再根据动滑轮的省力规律计算拉力F₂的大小即可。
【解析】
1. 滑轮A轴固定不动,是定滑轮,定滑轮的动力臂等于阻力臂,因此可以看作等臂杠杆;不计摩擦和滑轮重力时,定滑轮不省力,拉力等于物重,即$F_1=G=30\ \mathrm{N}$。
2. 滑轮B的轴随重物同步移动,是动滑轮,动滑轮的动力臂为阻力臂的2倍,动力臂大于阻力臂,因此可以看作省力杠杆;不计摩擦和滑轮重力时,动滑轮可以省一半力,即$F_2=\frac{G}{2}=\frac{30\ \mathrm{N}}{2}=15\ \mathrm{N}$。
【答案】
等臂;省力;30;15
【知识点】
定滑轮特点;动滑轮特点;杠杆分类
【点评】
本题是滑轮相关的基础题,核心考察定滑轮、动滑轮的实质和省力特性,易错点是要注意区分动滑轮的不同使用方式,本题是常规正用的动滑轮,拉力作用在绳端,符合省一半力的规律,不要和拉力作用在轴上的特殊动滑轮费力情况混淆。
【难度系数】
0.9
解题时首先要区分两个滑轮的类型:首先观察滑轮A,它的轴位置固定不动,属于定滑轮,我们可以从杠杆的力臂角度分析,定滑轮的支点在轴心,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,动力臂等于阻力臂,由此判断杠杆类型,同时根据定滑轮的工作特点计算拉力F₁的大小。再观察滑轮B,它的轴会随下方的重物一起运动,属于动滑轮,常规使用的动滑轮支点在绳子和滑轮的接触点,动力臂等于滑轮的直径,阻力臂等于滑轮的半径,动力臂是阻力臂的2倍,动力臂大于阻力臂,由此判断杠杆类型,再根据动滑轮的省力规律计算拉力F₂的大小即可。
【解析】
1. 滑轮A轴固定不动,是定滑轮,定滑轮的动力臂等于阻力臂,因此可以看作等臂杠杆;不计摩擦和滑轮重力时,定滑轮不省力,拉力等于物重,即$F_1=G=30\ \mathrm{N}$。
2. 滑轮B的轴随重物同步移动,是动滑轮,动滑轮的动力臂为阻力臂的2倍,动力臂大于阻力臂,因此可以看作省力杠杆;不计摩擦和滑轮重力时,动滑轮可以省一半力,即$F_2=\frac{G}{2}=\frac{30\ \mathrm{N}}{2}=15\ \mathrm{N}$。
【答案】
等臂;省力;30;15
【知识点】
定滑轮特点;动滑轮特点;杠杆分类
【点评】
本题是滑轮相关的基础题,核心考察定滑轮、动滑轮的实质和省力特性,易错点是要注意区分动滑轮的不同使用方式,本题是常规正用的动滑轮,拉力作用在绳端,符合省一半力的规律,不要和拉力作用在轴上的特殊动滑轮费力情况混淆。
【难度系数】
0.9
5. 对于使用滑轮组,下列说法正确的是(
A.不能省力,但可以改变用力方向
B.可以省力,但不能改变用力方向
C.可以省力,同时又可省距离
D.可以省力,同时可以改变用力的方向,但不能同时省距离
D
)A.不能省力,但可以改变用力方向
B.可以省力,但不能改变用力方向
C.可以省力,同时又可省距离
D.可以省力,同时可以改变用力的方向,但不能同时省距离
答案
5. D
解析
【分析】
我们可以从滑轮组的构成和机械的基本规律两个角度来思考:首先滑轮组是定滑轮和动滑轮组合而成的简单机械,动滑轮的作用是省力,定滑轮的作用是改变力的方向,因此滑轮组天然具备省力的能力,同时通过合理绕线就可以实现改变用力方向的效果。接下来结合功的原理:使用任何机械都不能省功,功的计算公式是W=Fs,若省力即拉力F小于物重,那么拉力移动的距离s必然大于物体移动的距离,不可能实现省距离。接下来逐个比对四个选项,排除错误描述就能选出正确答案。
【解析】
我们逐个分析选项:
A选项:滑轮组的核心特点就是可以省力,该选项称其不能省力,描述错误。
B选项:当滑轮组的绕线最终从定滑轮引出时,就可以改变用力的方向,因此滑轮组“可以”改变用力方向,该选项描述错误。
C选项:根据功的原理,使用任何机械都不省功,省力的机械必然费距离,不可能同时省力又省距离,该选项描述错误。
D选项:滑轮组可以省力,同时通过合理绕线能够改变用力的方向,且由于不省功,省力的同时必然费距离,不能省距离,描述完全正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组特点,功的原理
【点评】
本题属于基础概念辨析题,核心易错点是要注意选项中描述的是“可以”而非“一定”,即滑轮组不是必然同时满足省力和改方向,但是存在可以同时实现二者的情况,同时要牢记所有简单机械都不能省功,不存在既省力又省距离的机械。
【难度系数】
0.8
我们可以从滑轮组的构成和机械的基本规律两个角度来思考:首先滑轮组是定滑轮和动滑轮组合而成的简单机械,动滑轮的作用是省力,定滑轮的作用是改变力的方向,因此滑轮组天然具备省力的能力,同时通过合理绕线就可以实现改变用力方向的效果。接下来结合功的原理:使用任何机械都不能省功,功的计算公式是W=Fs,若省力即拉力F小于物重,那么拉力移动的距离s必然大于物体移动的距离,不可能实现省距离。接下来逐个比对四个选项,排除错误描述就能选出正确答案。
【解析】
我们逐个分析选项:
A选项:滑轮组的核心特点就是可以省力,该选项称其不能省力,描述错误。
B选项:当滑轮组的绕线最终从定滑轮引出时,就可以改变用力的方向,因此滑轮组“可以”改变用力方向,该选项描述错误。
C选项:根据功的原理,使用任何机械都不省功,省力的机械必然费距离,不可能同时省力又省距离,该选项描述错误。
D选项:滑轮组可以省力,同时通过合理绕线能够改变用力的方向,且由于不省功,省力的同时必然费距离,不能省距离,描述完全正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组特点,功的原理
【点评】
本题属于基础概念辨析题,核心易错点是要注意选项中描述的是“可以”而非“一定”,即滑轮组不是必然同时满足省力和改方向,但是存在可以同时实现二者的情况,同时要牢记所有简单机械都不能省功,不存在既省力又省距离的机械。
【难度系数】
0.8
6. 如图所示,用此滑轮组匀速拉动重物,下列说法正确的是(

A.使用该滑轮组不能省力
B.使用该滑轮组可以改变用力方向
C.使用该滑轮组可以省距离
D.使用该滑轮组可以省功
B
)A.使用该滑轮组不能省力
B.使用该滑轮组可以改变用力方向
C.使用该滑轮组可以省距离
D.使用该滑轮组可以省功
答案
6. B
解析
【分析】
首先观察该滑轮组的结构,它由一个定滑轮和一个动滑轮组成,先数出承担动滑轮和重物总重的绳子段数n=2,可知该滑轮组可以省力。接下来结合滑轮组的特性、功的原理逐一分析选项:首先省力的机械必然费距离,任何机械都不可能省功,再对比拉力方向和重物运动方向,判断是否改变用力方向,即可筛选出正确选项。
【解析】
我们逐个对选项进行判断:
1. 选项A:该滑轮组动滑轮上有2段绳子承担总重,不计动滑轮重时拉力F=G/2,拉力小于物重,是可以省力的,A错误。
2. 选项B:拉力方向为竖直向下,重物被提升时运动方向为竖直向上,和直接徒手向上提重物的用力方向不同,因此该滑轮组可以改变用力方向,B正确。
3. 选项C:使用机械时,省力必然费距离,该滑轮组绳子自由端移动的距离是重物上升高度的2倍,属于费距离,不能省距离,C错误。
4. 选项D:根据功的原理,使用任何机械都不能省功,D错误。
综上,正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组特点,功的原理
【点评】
本题属于滑轮组的基础概念题,核心考察对滑轮组省力、费距离、可改变方向的特性记忆,以及对功的原理的理解,要注意区分不同滑轮组的功能特点,牢记所有机械都无法实现省功。
【难度系数】
0.8
首先观察该滑轮组的结构,它由一个定滑轮和一个动滑轮组成,先数出承担动滑轮和重物总重的绳子段数n=2,可知该滑轮组可以省力。接下来结合滑轮组的特性、功的原理逐一分析选项:首先省力的机械必然费距离,任何机械都不可能省功,再对比拉力方向和重物运动方向,判断是否改变用力方向,即可筛选出正确选项。
【解析】
我们逐个对选项进行判断:
1. 选项A:该滑轮组动滑轮上有2段绳子承担总重,不计动滑轮重时拉力F=G/2,拉力小于物重,是可以省力的,A错误。
2. 选项B:拉力方向为竖直向下,重物被提升时运动方向为竖直向上,和直接徒手向上提重物的用力方向不同,因此该滑轮组可以改变用力方向,B正确。
3. 选项C:使用机械时,省力必然费距离,该滑轮组绳子自由端移动的距离是重物上升高度的2倍,属于费距离,不能省距离,C错误。
4. 选项D:根据功的原理,使用任何机械都不能省功,D错误。
综上,正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组特点,功的原理
【点评】
本题属于滑轮组的基础概念题,核心考察对滑轮组省力、费距离、可改变方向的特性记忆,以及对功的原理的理解,要注意区分不同滑轮组的功能特点,牢记所有机械都无法实现省功。
【难度系数】
0.8
7. 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$F_{1}=$,$F_{2}=$,$F_{3}=$,不计滑轮自重和摩擦。

答案
7. $\frac{G}{3}$ $\frac{G}{4}$ $\frac{G}{5}$
解析
【分析】
这道题的核心是滑轮组拉力的计算,解题思路如下:首先抓住题目给出的“不计滑轮自重和摩擦”的前提,此时滑轮组的拉力满足公式$F=\frac{G}{n}$,其中$n$是直接承担动滑轮和重物总重力的绳子段数。接下来逐个对三个滑轮组统计$n$的数值:数段数时可以遮挡住所有定滑轮,只统计所有和动滑轮相连、托住动滑轮的绳子,注意本题三个拉力都是向上拉动的,拉力作用的这段绳子也承担物重,不能遗漏。最终分别得到三个滑轮组的$n$值,代入公式即可算出对应拉力。
【解析】
不计滑轮自重和摩擦时,滑轮组拉力的通用计算公式为:$F=\frac{G}{n}$,$n$为承担物重的绳子段数。
1. 第一个滑轮组:直接托住动滑轮和重物$G$的绳子共有3段,即$n_1=3$,代入公式得$F_1=\frac{G}{3}$;
2. 第二个滑轮组:直接托住全部动滑轮和重物$G$的绳子共有4段,即$n_2=4$,代入公式得$F_2=\frac{G}{4}$;
3. 第三个滑轮组:直接托住全部动滑轮和重物$G$的绳子共有5段,即$n_3=5$,代入公式得$F_3=\frac{G}{5}$。
【答案】
$\frac{G}{3}$;$\frac{G}{4}$;$\frac{G}{5}$
【知识点】
滑轮组拉力计算,滑轮组绕线
【点评】
本题的易错点是数绳子段数时容易漏掉向上拉动的拉力端绳子,误以为该段不承担物重。大家可以使用“遮挡定滑轮”的小技巧,只统计所有连接在动滑轮上的绳子,就能快速准确得到$n$的数值,避免数错段数。
【难度系数】
0.5
这道题的核心是滑轮组拉力的计算,解题思路如下:首先抓住题目给出的“不计滑轮自重和摩擦”的前提,此时滑轮组的拉力满足公式$F=\frac{G}{n}$,其中$n$是直接承担动滑轮和重物总重力的绳子段数。接下来逐个对三个滑轮组统计$n$的数值:数段数时可以遮挡住所有定滑轮,只统计所有和动滑轮相连、托住动滑轮的绳子,注意本题三个拉力都是向上拉动的,拉力作用的这段绳子也承担物重,不能遗漏。最终分别得到三个滑轮组的$n$值,代入公式即可算出对应拉力。
【解析】
不计滑轮自重和摩擦时,滑轮组拉力的通用计算公式为:$F=\frac{G}{n}$,$n$为承担物重的绳子段数。
1. 第一个滑轮组:直接托住动滑轮和重物$G$的绳子共有3段,即$n_1=3$,代入公式得$F_1=\frac{G}{3}$;
2. 第二个滑轮组:直接托住全部动滑轮和重物$G$的绳子共有4段,即$n_2=4$,代入公式得$F_2=\frac{G}{4}$;
3. 第三个滑轮组:直接托住全部动滑轮和重物$G$的绳子共有5段,即$n_3=5$,代入公式得$F_3=\frac{G}{5}$。
【答案】
$\frac{G}{3}$;$\frac{G}{4}$;$\frac{G}{5}$
【知识点】
滑轮组拉力计算,滑轮组绕线
【点评】
本题的易错点是数绳子段数时容易漏掉向上拉动的拉力端绳子,误以为该段不承担物重。大家可以使用“遮挡定滑轮”的小技巧,只统计所有连接在动滑轮上的绳子,就能快速准确得到$n$的数值,避免数错段数。
【难度系数】
0.5
8. 用如图所示的滑轮组提起重物,不计动滑轮自重和摩擦,若拉力$F$为50 N,则重物$G$为

150
N;若绳子的自由端向上拉升了0.6 m,则重物升高了0.2
m。答案
8. 150 0.2
解析
【分析】
解题时首先要明确滑轮组的核心规律:不计动滑轮自重和摩擦时,拉力F与物重G的关系为$F=\frac{G}{n}$,绳子自由端移动距离s和重物上升高度h的关系为$s=nh$,其中n是承担物重、直接作用在动滑轮上的绳子段数。第一步先数出n的数值:观察题图的绕线方式,逐一数出直接连接在动滑轮上的绳子,可得n=3;第二步代入拉力公式计算物重G;第三步代入距离关系计算重物上升的高度h即可。
【解析】
1. 确定承担物重的绳子段数:观察滑轮组绕线,直接作用在动滑轮上的绳子共有3段,即$n=3$。
2. 计算重物G:不计动滑轮自重和摩擦,由滑轮组拉力公式$F=\frac{G}{n}$,代入数据可得:
$G = nF = 3×50\ \mathrm{N}=150\ \mathrm{N}$。
3. 计算重物上升高度:已知绳子自由端移动距离$s=0.6\ \mathrm{m}$,由滑轮组距离关系$s=nh$,代入数据可得:
$h=\frac{s}{n}=\frac{0.6\ \mathrm{m}}{3}=0.2\ \mathrm{m}$。
【答案】
150;0.2
【知识点】
滑轮组拉力计算;滑轮组距离关系
【点评】
本题是滑轮组的基础计算题,易错点是数错承担物重的绳子段数n,注意仅统计直接作用在动滑轮上的绳子,定滑轮上的绕线不承担物重,本题拉力向上的特殊绕线方式需要仔细辨认绕线走向,避免误将n算为2。
【难度系数】
0.8
解题时首先要明确滑轮组的核心规律:不计动滑轮自重和摩擦时,拉力F与物重G的关系为$F=\frac{G}{n}$,绳子自由端移动距离s和重物上升高度h的关系为$s=nh$,其中n是承担物重、直接作用在动滑轮上的绳子段数。第一步先数出n的数值:观察题图的绕线方式,逐一数出直接连接在动滑轮上的绳子,可得n=3;第二步代入拉力公式计算物重G;第三步代入距离关系计算重物上升的高度h即可。
【解析】
1. 确定承担物重的绳子段数:观察滑轮组绕线,直接作用在动滑轮上的绳子共有3段,即$n=3$。
2. 计算重物G:不计动滑轮自重和摩擦,由滑轮组拉力公式$F=\frac{G}{n}$,代入数据可得:
$G = nF = 3×50\ \mathrm{N}=150\ \mathrm{N}$。
3. 计算重物上升高度:已知绳子自由端移动距离$s=0.6\ \mathrm{m}$,由滑轮组距离关系$s=nh$,代入数据可得:
$h=\frac{s}{n}=\frac{0.6\ \mathrm{m}}{3}=0.2\ \mathrm{m}$。
【答案】
150;0.2
【知识点】
滑轮组拉力计算;滑轮组距离关系
【点评】
本题是滑轮组的基础计算题,易错点是数错承担物重的绳子段数n,注意仅统计直接作用在动滑轮上的绳子,定滑轮上的绕线不承担物重,本题拉力向上的特殊绕线方式需要仔细辨认绕线走向,避免误将n算为2。
【难度系数】
0.8
9. 用如图所示的四种方式匀速提升同一物体(不计机械自重和摩擦),其中最费力的是(

A
)答案
9. A
解析
【分析】
我们的解题思路是:题目明确不计机械自重和摩擦,且匀速提升的是同一物体,物体重力G完全相同,我们只需要分别对四个装置的拉力进行推导计算,对比四个拉力的大小,拉力最大的装置就是最费力的。首先逐个识别四个装置的类型,分别对应特殊动滑轮、定滑轮、滑轮组、斜面,再结合各自的力学规律算出每个拉力和G的关系,最后对比大小选出拉力最大的选项即可。
【解析】
设被提升物体的重力为G,不计机械自重和摩擦,分别计算四个装置的拉力:
1. 分析A装置:该滑轮为反向使用的动滑轮,拉力作用在滑轮的轴上,滑轮匀速受力平衡时,向上的拉力F₁等于向下两段绳子的拉力之和,每段绳子拉力大小等于物体重力G,因此可得:$F_1=2G$;
2. 分析B装置:该装置是定滑轮,定滑轮只能改变力的方向,不省力,因此可得:$F_2=G$;
3. 分析C装置:该滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$,根据滑轮组省力规律可得:$F_3=\frac{G}{3}$;
4. 分析D装置:该斜面长$s=2m$,高$h=1m$,不计摩擦时根据功的原理$F_4s=Gh$,代入数值可得:$F_4=\frac{Gh}{s}=\frac{G×1m}{2m}=\frac{G}{2}$。
对比四个拉力的大小关系:$F_1=2G > F_2=G > F_4=\frac{G}{2} > F_3=\frac{G}{3}$,因此拉力最大、最费力的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
滑轮的工作特点,滑轮组省力规律,斜面省力原理
【点评】
本题综合考察了四种常见简单机械的省力特性,易错点是A选项的非常规动滑轮,不少同学会直接套用“动滑轮省一半力”的固有结论,忽略拉力作用在轴端时动滑轮属于费力杠杆,解题时要结合受力平衡推导,不要死记硬背省力结论。
【难度系数】
0.6
我们的解题思路是:题目明确不计机械自重和摩擦,且匀速提升的是同一物体,物体重力G完全相同,我们只需要分别对四个装置的拉力进行推导计算,对比四个拉力的大小,拉力最大的装置就是最费力的。首先逐个识别四个装置的类型,分别对应特殊动滑轮、定滑轮、滑轮组、斜面,再结合各自的力学规律算出每个拉力和G的关系,最后对比大小选出拉力最大的选项即可。
【解析】
设被提升物体的重力为G,不计机械自重和摩擦,分别计算四个装置的拉力:
1. 分析A装置:该滑轮为反向使用的动滑轮,拉力作用在滑轮的轴上,滑轮匀速受力平衡时,向上的拉力F₁等于向下两段绳子的拉力之和,每段绳子拉力大小等于物体重力G,因此可得:$F_1=2G$;
2. 分析B装置:该装置是定滑轮,定滑轮只能改变力的方向,不省力,因此可得:$F_2=G$;
3. 分析C装置:该滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$,根据滑轮组省力规律可得:$F_3=\frac{G}{3}$;
4. 分析D装置:该斜面长$s=2m$,高$h=1m$,不计摩擦时根据功的原理$F_4s=Gh$,代入数值可得:$F_4=\frac{Gh}{s}=\frac{G×1m}{2m}=\frac{G}{2}$。
对比四个拉力的大小关系:$F_1=2G > F_2=G > F_4=\frac{G}{2} > F_3=\frac{G}{3}$,因此拉力最大、最费力的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
滑轮的工作特点,滑轮组省力规律,斜面省力原理
【点评】
本题综合考察了四种常见简单机械的省力特性,易错点是A选项的非常规动滑轮,不少同学会直接套用“动滑轮省一半力”的固有结论,忽略拉力作用在轴端时动滑轮属于费力杠杆,解题时要结合受力平衡推导,不要死记硬背省力结论。
【难度系数】
0.6
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