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1. 若用滑轮组提升物体，且提升的物体重力大于动滑轮重力。忽略绳重及摩擦，则关于滑轮组的叙述，较全面的是 （
A.一定省力，又能改变力的方向
B.一定省力，但不能改变力的方向
C.不一定省力，但一定能改变力的方向
D.一定省力，但不一定能改变力的方向
D
）A.一定省力，又能改变力的方向
B.一定省力，但不能改变力的方向
C.不一定省力，但一定能改变力的方向
D.一定省力，但不一定能改变力的方向
答案
1. D 提示:使用动滑轮重小于物重的滑轮组提升物体时,拉力方向向上时,可省力但不能改变力的方向,拉力方向向下时,可省力,同时能改变力的方向,故滑轮组可省力,但不一定能改变力的方向。
解析
【分析】
首先我们从题目给出的限定条件出发梳理解题思路：第一步先判断省力情况，忽略绳重和摩擦时，滑轮组的拉力满足$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$，$n$是承担物重的绳子段数，滑轮组的$n$最小为2，结合题目给出的物重大于动滑轮重的条件，代入公式就能推导得出拉力一定小于物重，确定滑轮组一定省力。第二步判断力的方向特点，滑轮组的绕线方式不唯一，部分绕线可以让拉力方向和物体提升方向相反，实现改变力的方向，还有部分绕线的拉力方向和物体提升方向一致，无法改变力的方向，因此是否改变力的方向是不确定的。最后结合两个结论逐一排除错误选项，就能得到正确答案。
【解析】
1. 推导省力特性：忽略绳重及摩擦时，滑轮组的拉力计算公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$，其中$n$为承担动滑轮与物重的绳子段数，滑轮组的$n$最小取值为2。题目已知$G_{物}＞G_{动}$，代入可得：
$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} ＜ \frac{G_{物}+G_{物}}{2}=G_{物}$，即拉力始终小于物体重力，因此该滑轮组一定省力。
2. 分析力的方向特性：滑轮组的绕线方式有多种：若绳子自由端最终从定滑轮引出，拉力方向向下，既可以省力，也可以改变力的方向；若绳子自由端最终从动滑轮引出，拉力方向向上，仅能省力，无法改变力的方向。因此该滑轮组不一定能改变力的方向。
3. 选项判断：
A选项：“一定能改变力的方向”不符合推导结论，错误；
B选项：“不能改变力的方向”不符合推导结论，错误；
C选项：“不一定省力、一定能改变力的方向”不符合推导结论，错误；
D选项：“一定省力，但不一定能改变力的方向”符合推导结论，正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组拉力计算，滑轮组功能特点
【点评】
本题考查滑轮组的基础特性，易错点是很多同学会默认滑轮组一定可以改变力的方向，忽略不同绕线方式对拉力方向的影响，同时要注意本题给定了物重大于动滑轮重的限定条件，因此不存在费力的情况，解题时不要死记硬背结论，要结合拉力公式推导验证。
【难度系数】
0.7
首先我们从题目给出的限定条件出发梳理解题思路：第一步先判断省力情况，忽略绳重和摩擦时，滑轮组的拉力满足$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$，$n$是承担物重的绳子段数，滑轮组的$n$最小为2，结合题目给出的物重大于动滑轮重的条件，代入公式就能推导得出拉力一定小于物重，确定滑轮组一定省力。第二步判断力的方向特点，滑轮组的绕线方式不唯一，部分绕线可以让拉力方向和物体提升方向相反，实现改变力的方向，还有部分绕线的拉力方向和物体提升方向一致，无法改变力的方向，因此是否改变力的方向是不确定的。最后结合两个结论逐一排除错误选项，就能得到正确答案。
【解析】
1. 推导省力特性：忽略绳重及摩擦时，滑轮组的拉力计算公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$，其中$n$为承担动滑轮与物重的绳子段数，滑轮组的$n$最小取值为2。题目已知$G_{物}＞G_{动}$，代入可得：
$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} ＜ \frac{G_{物}+G_{物}}{2}=G_{物}$，即拉力始终小于物体重力，因此该滑轮组一定省力。
2. 分析力的方向特性：滑轮组的绕线方式有多种：若绳子自由端最终从定滑轮引出，拉力方向向下，既可以省力，也可以改变力的方向；若绳子自由端最终从动滑轮引出，拉力方向向上，仅能省力，无法改变力的方向。因此该滑轮组不一定能改变力的方向。
3. 选项判断：
A选项：“一定能改变力的方向”不符合推导结论，错误；
B选项：“不能改变力的方向”不符合推导结论，错误；
C选项：“不一定省力、一定能改变力的方向”不符合推导结论，错误；
D选项：“一定省力，但不一定能改变力的方向”符合推导结论，正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组拉力计算，滑轮组功能特点
【点评】
本题考查滑轮组的基础特性，易错点是很多同学会默认滑轮组一定可以改变力的方向，忽略不同绕线方式对拉力方向的影响，同时要注意本题给定了物重大于动滑轮重的限定条件，因此不存在费力的情况，解题时不要死记硬背结论，要结合拉力公式推导验证。
【难度系数】
0.7
2. 轮轴是一种变形杠杆，下列实例不属于轮轴应用的是（
D
）答案
2. D 提示:脚踏板与齿轮盘组成轮轴,脚踏板是轮,齿轮盘是轴,组成了一个省力轮轴。螺丝刀拧螺丝应用了轮轴的原理。拧水龙头的把手时可以省力,属于轮轴。盘山公路是利用了斜面的原理。
解析
【分析】
首先我们要明确轮轴的核心定义和特征：轮轴是由轮和轴组成、能绕共同轴线连续旋转的变形杠杆，判断一个实例是否属于轮轴，就看它是否存在共轴转动的轮、轴结构。接下来我们逐个排查四个选项：先判断A、B、C三个选项的结构是否符合轮轴特征，再分析D选项的工作原理，就能发现盘山公路利用的是斜面原理，不属于轮轴，从而选出正确答案。
【解析】
解：首先明确轮轴的判定标准：存在共轴转动的轮、轴结构，可绕同一轴线持续旋转。
1. 分析选项A：自行车脚踏板与齿轮盘，脚踏板是轮，齿轮盘是轴，二者绕同一中心轴转动，属于省力轮轴，是轮轴的应用，不符合题意；
2. 分析选项B：螺丝刀拧螺丝时，螺丝刀的手柄是轮，金属杆是轴，二者共轴转动，属于轮轴的应用，不符合题意；
3. 分析选项C：拧开水龙头时，水龙头的圆形把手是轮，内部带动阀芯的阀杆是轴，二者共轴转动，属于轮轴的应用，不符合题意；
4. 分析选项D：盘山公路通过延长上坡的路径长度，来减小上坡需要的牵引力，利用的是斜面的省力原理，不存在轮和轴共轴转动的结构，不属于轮轴应用，符合题意。
因此本题选D。
【答案】
D
【知识点】
轮轴识别，斜面应用
【点评】
本题属于简单机械的基础概念辨析题，要求学生准确区分轮轴、斜面等不同简单机械的结构特征和常见应用实例，易错点是混淆不同简单机械的工作原理，只要牢记各类简单机械的核心特点即可轻松判断。
【难度系数】
0.8
首先我们要明确轮轴的核心定义和特征：轮轴是由轮和轴组成、能绕共同轴线连续旋转的变形杠杆，判断一个实例是否属于轮轴，就看它是否存在共轴转动的轮、轴结构。接下来我们逐个排查四个选项：先判断A、B、C三个选项的结构是否符合轮轴特征，再分析D选项的工作原理，就能发现盘山公路利用的是斜面原理，不属于轮轴，从而选出正确答案。
【解析】
解：首先明确轮轴的判定标准：存在共轴转动的轮、轴结构，可绕同一轴线持续旋转。
1. 分析选项A：自行车脚踏板与齿轮盘，脚踏板是轮，齿轮盘是轴，二者绕同一中心轴转动，属于省力轮轴，是轮轴的应用，不符合题意；
2. 分析选项B：螺丝刀拧螺丝时，螺丝刀的手柄是轮，金属杆是轴，二者共轴转动，属于轮轴的应用，不符合题意；
3. 分析选项C：拧开水龙头时，水龙头的圆形把手是轮，内部带动阀芯的阀杆是轴，二者共轴转动，属于轮轴的应用，不符合题意；
4. 分析选项D：盘山公路通过延长上坡的路径长度，来减小上坡需要的牵引力，利用的是斜面的省力原理，不存在轮和轴共轴转动的结构，不属于轮轴应用，符合题意。
因此本题选D。
【答案】
D
【知识点】
轮轴识别，斜面应用
【点评】
本题属于简单机械的基础概念辨析题，要求学生准确区分轮轴、斜面等不同简单机械的结构特征和常见应用实例，易错点是混淆不同简单机械的工作原理，只要牢记各类简单机械的核心特点即可轻松判断。
【难度系数】
0.8
3.（2025·扬州广陵阶段检测）如图是一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械，借助这种机械可以将较重的物体搬运到高处，某人借助该机械吊起一辆摩托车。不计绳和机械自重，下列说法错误的是 （
A.图中A部分可等效为定滑轮
B.该机械既可省力，也能改变力的方向
C.图中B部分可等效为动滑轮
D.若绳子被拉下6 m时，摩托车上升1 m
D
）A.图中A部分可等效为定滑轮
B.该机械既可省力，也能改变力的方向
C.图中B部分可等效为动滑轮
D.若绳子被拉下6 m时，摩托车上升1 m
答案
3. D 提示:提升物体时,A的轴的位置固定不动,属于定滑轮。B和物体一起移动,属于动滑轮。利用该装置既能省力,又能改变力的方向。图中物体由5段绳子吊着,拉力端移动的距离s=5h,人将绳拉下6 m时,物体上升的高度h=1.2 m。
解析
【分析】
我们先从定滑轮、动滑轮的核心定义入手：轴位置固定不动的滑轮是定滑轮，轴随被吊物体同步运动的滑轮是动滑轮。解题时按顺序逐个验证选项：首先判断A部分轴是否固定，确认它是否等效为定滑轮；再判断B部分是否随摩托车一起运动，确认它是否等效为动滑轮；接着结合定滑轮改方向、动滑轮省力的特点，判断装置的功能；最后数出承担物重的绳子段数，利用s=nh的关系计算物体上升高度，即可找出错误的说法。
【解析】
我们逐一分析每个选项：
1. 选项A：提升摩托车的过程中，A部分的轴位置始终固定，符合定滑轮的特征，可等效为定滑轮，该说法正确。
2. 选项C：提升摩托车的过程中，B部分的轴随摩托车同步升降，符合动滑轮的特征，可等效为动滑轮，该说法正确。
3. 选项B：装置中的动滑轮可以省力，定滑轮可以改变拉力的方向，因此该机械同时具备省力、改变力的方向的特点，该说法正确。
4. 选项D：由绕线方式可知，承担摩托车总重的绳子段数n=5，不计绳和机械自重时满足s=nh，当绳子被拉下6m时，摩托车上升的高度h = s/n = 6m/5 =1.2m，并非1m，该说法错误。
题目要求选出错误的说法，因此答案为D。
【答案】
D
【知识点】
滑轮分类判断、滑轮组距离计算
【点评】
本题结合生活中的特殊起重机械考察滑轮相关基础知识点，核心易错点是数错承担物重的绳子段数，解题时要牢记定滑轮、动滑轮的判断核心是轴是否随物体运动，再结合滑轮组s=nh的对应关系即可顺利解题。
【难度系数】
0.7
我们先从定滑轮、动滑轮的核心定义入手：轴位置固定不动的滑轮是定滑轮，轴随被吊物体同步运动的滑轮是动滑轮。解题时按顺序逐个验证选项：首先判断A部分轴是否固定，确认它是否等效为定滑轮；再判断B部分是否随摩托车一起运动，确认它是否等效为动滑轮；接着结合定滑轮改方向、动滑轮省力的特点，判断装置的功能；最后数出承担物重的绳子段数，利用s=nh的关系计算物体上升高度，即可找出错误的说法。
【解析】
我们逐一分析每个选项：
1. 选项A：提升摩托车的过程中，A部分的轴位置始终固定，符合定滑轮的特征，可等效为定滑轮，该说法正确。
2. 选项C：提升摩托车的过程中，B部分的轴随摩托车同步升降，符合动滑轮的特征，可等效为动滑轮，该说法正确。
3. 选项B：装置中的动滑轮可以省力，定滑轮可以改变拉力的方向，因此该机械同时具备省力、改变力的方向的特点，该说法正确。
4. 选项D：由绕线方式可知，承担摩托车总重的绳子段数n=5，不计绳和机械自重时满足s=nh，当绳子被拉下6m时，摩托车上升的高度h = s/n = 6m/5 =1.2m，并非1m，该说法错误。
题目要求选出错误的说法，因此答案为D。
【答案】
D
【知识点】
滑轮分类判断、滑轮组距离计算
【点评】
本题结合生活中的特殊起重机械考察滑轮相关基础知识点，核心易错点是数错承担物重的绳子段数，解题时要牢记定滑轮、动滑轮的判断核心是轴是否随物体运动，再结合滑轮组s=nh的对应关系即可顺利解题。
【难度系数】
0.7
4. 小明和小杰握住两根较光滑的木棍,小华将绳子的一端系在其中一根木棍上,如图所示,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,小华在$A$处用$\quantity{100}{N}$的力拉绳子。两根木棍和绳子组成的机械相当于
滑轮组
,小明受到的拉力是600
$\mathrm{N}$,小杰受到的拉力是700
$\mathrm{N}$。答案
4. 滑轮组 600 700 提示:两根木棍和绳子组成了滑轮组。小明那端木棍有6段绳子相连,小明受到的拉力为100 N×6=600 N;小杰那端木棍有7段绳子相连,小杰受到的拉力为100 N×7=700 N。
解析
【分析】
首先观察装置结构：两根光滑木棍被绳子依次环绕，本质上相当于两个滑轮，组合后符合滑轮组的工作特征。接下来明确核心规律：同一根绳子上每一段的拉力大小都等于小华在A处施加的100N拉力，之后只需要分别数出拉小明侧木棍、拉小杰侧木棍的受力绳子段数，用段数乘以单段绳子的拉力，就能得到两人各自受到的总拉力，计数段数时从绳子固定端开始逐段清点，避免漏数或多数。
【解析】
1. 机械类型判断：该装置中两根木棍等效为滑轮，绳子依次绕过两根木棍，可实现多段绳子共同分担拉力的效果，和滑轮组的工作原理完全一致，因此该机械相当于滑轮组。
2. 计算小明受到的拉力：小明握持的木棍上共有6段绳子对其施加拉力，由于同一根绳子各段拉力都等于小华施加的100N，因此小明受到的总拉力为$F_{\mathrm{明}}=6×100\ \mathrm{N}=600\ \mathrm{N}$。
3. 计算小杰受到的拉力：小杰握持的木棍上共有7段绳子对其施加拉力，因此小杰受到的总拉力为$F_{\mathrm{杰}}=7×100\ \mathrm{N}=700\ \mathrm{N}$。
【答案】
滑轮组；600；700
【知识点】
滑轮组识别，滑轮组拉力计算
【点评】
本题是生活化的创新型滑轮组考题，没有使用常规带轮轴的滑轮，用木棍替代滑轮考察学生对滑轮组本质特征的理解，避免学生死记硬背课本图示，要求学生掌握“同一根绳各段拉力相等”的特点，正确计数不同侧的受力绳段数，对知识迁移能力有一定要求。
【难度系数】
0.3
首先观察装置结构：两根光滑木棍被绳子依次环绕，本质上相当于两个滑轮，组合后符合滑轮组的工作特征。接下来明确核心规律：同一根绳子上每一段的拉力大小都等于小华在A处施加的100N拉力，之后只需要分别数出拉小明侧木棍、拉小杰侧木棍的受力绳子段数，用段数乘以单段绳子的拉力，就能得到两人各自受到的总拉力，计数段数时从绳子固定端开始逐段清点，避免漏数或多数。
【解析】
1. 机械类型判断：该装置中两根木棍等效为滑轮，绳子依次绕过两根木棍，可实现多段绳子共同分担拉力的效果，和滑轮组的工作原理完全一致，因此该机械相当于滑轮组。
2. 计算小明受到的拉力：小明握持的木棍上共有6段绳子对其施加拉力，由于同一根绳子各段拉力都等于小华施加的100N，因此小明受到的总拉力为$F_{\mathrm{明}}=6×100\ \mathrm{N}=600\ \mathrm{N}$。
3. 计算小杰受到的拉力：小杰握持的木棍上共有7段绳子对其施加拉力，因此小杰受到的总拉力为$F_{\mathrm{杰}}=7×100\ \mathrm{N}=700\ \mathrm{N}$。
【答案】
滑轮组；600；700
【知识点】
滑轮组识别，滑轮组拉力计算
【点评】
本题是生活化的创新型滑轮组考题，没有使用常规带轮轴的滑轮，用木棍替代滑轮考察学生对滑轮组本质特征的理解，避免学生死记硬背课本图示，要求学生掌握“同一根绳各段拉力相等”的特点，正确计数不同侧的受力绳段数，对知识迁移能力有一定要求。
【难度系数】
0.3
5. (2025·盐城滨海期中)高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触，如图为输电线的牵引装置，钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠砣，其中定滑轮的作用是
改变力的方向
。不计滑轮和钢绳自重及摩擦，若要使输电线A 端受到的拉力大小为$1×10^{4}\ {N}$，则坠砣受到的总重力为5 000
${N}$。若某段时间内输电线 A 端向右移动了 10 cm，则坠砣上升了0.2
m。(不考虑钢绳的热胀冷缩)答案
5. 改变力的方向 5 000 0.2 提示:定滑轮的作用是改变力的方向。动滑轮受到输电线向右的拉力及向左两个相等的绳子拉力,而绳子拉力等于坠砣的重力,故$G_{砣}=\frac{F_A}{2}=\frac{1×10^4\ \mathrm{N}}{2}=5\ 000\ \mathrm{N}$,坠砣上升的距离$h=2s_A=2×10\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}=0.2\ \mathrm{m}$。
解析
【分析】
首先识别图中的滑轮类型：左侧固定在电线杆上的滑轮是定滑轮，定滑轮的核心特点是不省力，但可以改变力的方向。接着分析右侧和输电线A端相连的滑轮，它的轴随输电线一起移动，属于动滑轮，这里拉力作用在动滑轮的轴上，不计自重和摩擦时，轴受到的向右的输电线拉力，等于两段向左的钢绳拉力之和，每段钢绳的拉力等于坠砣的总重力，由此可以推导坠砣总重力的大小。分析距离关系时，输电线A端向右移动10cm，动滑轮向右移动10cm，连接动滑轮的两段钢绳都需要各缩短10cm，因此钢绳自由端（坠砣端）上升的总距离是2倍的A端移动距离，最后换算单位即可。
【解析】
1. 第一空：定滑轮的轴固定不动，使用时不能省力，作用是改变力的方向。
2. 第二空：右侧动滑轮的轴受到输电线A端向右的拉力$F_A=1×10^4\ \mathrm{N}$，向左有两段钢绳对动滑轮施加拉力，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，满足$F_A=2G_{\mathrm{总}}$，因此坠砣总重力：
$G_{\mathrm{总}}=\frac{F_A}{2}=\frac{1×10^4\ \mathrm{N}}{2}=5000\ \mathrm{N}$
3. 第三空：输电线A端向右移动$s_A=10\ \mathrm{cm}$时，动滑轮向右移动10cm，两段钢绳各缩短10cm，因此坠砣上升的距离：
$h=2s_A=2×10\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}=0.2\ \mathrm{m}$
【答案】
改变力的方向；5000；0.2
【知识点】
定滑轮的作用；动滑轮的力与距离计算
【点评】
本题结合高速铁路输电线牵引的实际场景考察滑轮的应用，打破了常规动滑轮“省力费距离”的固有思维，拉力作用在动滑轮轴上时，动滑轮表现为费力省距离，不少同学容易搞反距离的倍数关系，解题时要先明确动滑轮的受力位置，再推导力和距离的对应关系。
【难度系数】
0.5
首先识别图中的滑轮类型：左侧固定在电线杆上的滑轮是定滑轮，定滑轮的核心特点是不省力，但可以改变力的方向。接着分析右侧和输电线A端相连的滑轮，它的轴随输电线一起移动，属于动滑轮，这里拉力作用在动滑轮的轴上，不计自重和摩擦时，轴受到的向右的输电线拉力，等于两段向左的钢绳拉力之和，每段钢绳的拉力等于坠砣的总重力，由此可以推导坠砣总重力的大小。分析距离关系时，输电线A端向右移动10cm，动滑轮向右移动10cm，连接动滑轮的两段钢绳都需要各缩短10cm，因此钢绳自由端（坠砣端）上升的总距离是2倍的A端移动距离，最后换算单位即可。
【解析】
1. 第一空：定滑轮的轴固定不动，使用时不能省力，作用是改变力的方向。
2. 第二空：右侧动滑轮的轴受到输电线A端向右的拉力$F_A=1×10^4\ \mathrm{N}$，向左有两段钢绳对动滑轮施加拉力，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，满足$F_A=2G_{\mathrm{总}}$，因此坠砣总重力：
$G_{\mathrm{总}}=\frac{F_A}{2}=\frac{1×10^4\ \mathrm{N}}{2}=5000\ \mathrm{N}$
3. 第三空：输电线A端向右移动$s_A=10\ \mathrm{cm}$时，动滑轮向右移动10cm，两段钢绳各缩短10cm，因此坠砣上升的距离：
$h=2s_A=2×10\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}=0.2\ \mathrm{m}$
【答案】
改变力的方向；5000；0.2
【知识点】
定滑轮的作用；动滑轮的力与距离计算
【点评】
本题结合高速铁路输电线牵引的实际场景考察滑轮的应用，打破了常规动滑轮“省力费距离”的固有思维，拉力作用在动滑轮轴上时，动滑轮表现为费力省距离，不少同学容易搞反距离的倍数关系，解题时要先明确动滑轮的受力位置，再推导力和距离的对应关系。
【难度系数】
0.5
6. (2025·南京建邺期中)如图所示是一款晾衣架,天花板上的方框内安装的是
定
(填“定”或“动”)滑轮。若不计滑轮重、绳重及摩擦,当晾衣架静止时绳子上的拉力F为20 N,则杆和衣架总重为80
N。摇柄可绕O点转动,逆时针摇动摇柄使晾衣架匀速上升时,作用在摇柄上的力$F'$$＜$
(填“＞”“＜”或“=”)F。答案
6. 定 80 $＜$ 提示:天花板上方框内的滑轮固定不动,是定滑轮。不计滑轮重、绳重及摩擦,杆和衣架总重$G_{杆}+G_{架}=4F=4×20\ \mathrm{N}=80\ \mathrm{N}$。因轮半径大于轴半径,轮上的力小于轴上的力,故匀速摇动摇柄时,摇柄上的力$F'$小于绳子上的拉力F。
解析
【分析】
我们可以分三步来思考这道题：第一步先判断滑轮类型，回忆定滑轮和动滑轮的核心区别：轴的位置是否随被拉物体一起运动，图中天花板上的滑轮固定在天花板，不会随晾衣架升降移动，直接就能判断滑轮种类。第二步计算总重，数清楚有几段绳子拉着下方的杆和衣架整体，不计滑轮、绳重和摩擦时，总重力等于绳子段数乘以拉力F，代入数值就能算出总重。第三步分析摇柄的受力，摇柄是轮轴结构，动力作用在轮上、阻力作用在轴上，根据轮轴的省力规律就能比较F'和F的大小。
【解析】
1. 滑轮类型判断：天花板方框内安装的滑轮，轴的位置固定不动，不会随晾衣架的升降发生位移，符合定滑轮的定义，因此是定滑轮。
2. 杆和衣架总重计算：观察装置可知，共有4段绳子共同承担杆和衣架的总重力，不计滑轮重、绳重及摩擦时，总重力满足$G=4F$，代入$F=20\ \mathrm{N}$，可得$G=4×20\ \mathrm{N}=80\ \mathrm{N}$。
3. 摇柄的力的比较：摇柄属于轮轴结构，动力$F'$作用在轮边缘，绳子的拉力F是作用在轴上的阻力，轮轴平衡条件为$F'· R=F· r$，其中R是摇柄的轮半径，r是绕绳轴的半径，显然$R＞r$，因此$F'＜F$。
【答案】
定；80；$＜$
【知识点】
定滑轮识别，滑轮组拉力计算，轮轴省力特点
【点评】
本题结合生活中常见的晾衣架场景，综合考察多种简单机械的知识点，解题易错点是数错承担物重的绳子段数，以及混淆轮轴的动力、阻力对应的半径，整体难度适中，能帮助学生将物理知识和生活应用结合起来。
【难度系数】
0.7
我们可以分三步来思考这道题：第一步先判断滑轮类型，回忆定滑轮和动滑轮的核心区别：轴的位置是否随被拉物体一起运动，图中天花板上的滑轮固定在天花板，不会随晾衣架升降移动，直接就能判断滑轮种类。第二步计算总重，数清楚有几段绳子拉着下方的杆和衣架整体，不计滑轮、绳重和摩擦时，总重力等于绳子段数乘以拉力F，代入数值就能算出总重。第三步分析摇柄的受力，摇柄是轮轴结构，动力作用在轮上、阻力作用在轴上，根据轮轴的省力规律就能比较F'和F的大小。
【解析】
1. 滑轮类型判断：天花板方框内安装的滑轮，轴的位置固定不动，不会随晾衣架的升降发生位移，符合定滑轮的定义，因此是定滑轮。
2. 杆和衣架总重计算：观察装置可知，共有4段绳子共同承担杆和衣架的总重力，不计滑轮重、绳重及摩擦时，总重力满足$G=4F$，代入$F=20\ \mathrm{N}$，可得$G=4×20\ \mathrm{N}=80\ \mathrm{N}$。
3. 摇柄的力的比较：摇柄属于轮轴结构，动力$F'$作用在轮边缘，绳子的拉力F是作用在轴上的阻力，轮轴平衡条件为$F'· R=F· r$，其中R是摇柄的轮半径，r是绕绳轴的半径，显然$R＞r$，因此$F'＜F$。
【答案】
定；80；$＜$
【知识点】
定滑轮识别，滑轮组拉力计算，轮轴省力特点
【点评】
本题结合生活中常见的晾衣架场景，综合考察多种简单机械的知识点，解题易错点是数错承担物重的绳子段数，以及混淆轮轴的动力、阻力对应的半径，整体难度适中，能帮助学生将物理知识和生活应用结合起来。
【难度系数】
0.7
7. 小明同学要提起重 800 N 的物体，但是他的最大拉力只有 300 N，于是小明找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物。已知每个滑轮重 20 N，小明想站在地上向下拉绳，他最好选择图中
c
（填“a”“b”或“c”）滑轮组来提起重物。请在所选图中画出正确的绕绳方法。答案
7. c 如图所示
提示:不计绳重及摩擦,拉力$F=\frac{1}{n}(G+G_{动})$,承担物重的绳子段数$n≥\frac{G+G_{动}}{F_大}=\frac{800\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}{300\ \mathrm{N}}\approx2.7$,要实现站在地上向下拉绳提起物体,应用至少3段绳子来承担。解析
【分析】
我们的解题思路可以分两步走：第一步先根据滑轮组的拉力公式，结合已知的物重、小明的最大拉力、单个动滑轮的自重，算出提起重物至少需要多少段绳子承担总重；第二步再逐个分析三个滑轮组的滑轮配置，既要满足绳子段数的要求，还要符合小明站在地上向下拉绳的操作要求，排除不符合的选项，选出正确的滑轮组。首先回忆不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力的计算公式是$F=\frac{1}{n}(G_{物}+G_{动总})$，我们可以通过这个公式反推需要的最小n值，再结合拉力方向向下的要求筛选即可。
【解析】
1. 计算所需的最小绳子段数
不计绳重及摩擦，拉力满足$F=\frac{1}{n}(G+G_{动})$，已知物重$G=800\ \mathrm{N}$，小明最大拉力$F_{max}=300\ \mathrm{N}$，单个动滑轮重$20\ \mathrm{N}$，代入可得：
$n\ge\frac{G+G_{动}}{F_{max}}=\frac{800\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}{300\ \mathrm{N}}\approx2.7$，绳子段数必须取整数，因此至少需要3段绳子承担物重。
2. 逐个分析三个滑轮组：
图a：仅有1个定滑轮、1个动滑轮，最多只能绕出2段承担物重的绳子，此时拉力$F=\frac{800\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}{2}=410\ \mathrm{N}$，超过小明300N的最大拉力，不符合要求。
图b：有1个定滑轮、2个动滑轮，若要满足拉力小于300N需要4段绳子承担物重，最终绳子自由端拉力方向向上，小明站在地面无法向下拉绳，不符合操作要求。
图c：有2个定滑轮、1个动滑轮，可以绕出3段承担物重的绳子，此时拉力$F=\frac{800\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}{3}\approx273\ \mathrm{N}＜300\ \mathrm{N}$，同时绳子最终从定滑轮引出，拉力方向向下，完全符合要求。
绕绳方法：从动滑轮上端挂钩开始，依次绕过上方的小定滑轮、向下绕过动滑轮，最后从最上方的大定滑轮绕出，绳端向下，即可实现站在地面向下拉绳。
【答案】
c
【知识点】
滑轮组拉力计算，滑轮组绕线规则
【点评】
本题结合实际操作场景考察滑轮组的选型和绕线，很多同学容易只通过计算绳子段数判断选项，忽略了“站在地上向下拉绳”的方向要求，同时要注意计算拉力时不能遗漏动滑轮的自重，要结合滑轮的配置综合判断。
【难度系数】
0.6
我们的解题思路可以分两步走：第一步先根据滑轮组的拉力公式，结合已知的物重、小明的最大拉力、单个动滑轮的自重，算出提起重物至少需要多少段绳子承担总重；第二步再逐个分析三个滑轮组的滑轮配置，既要满足绳子段数的要求，还要符合小明站在地上向下拉绳的操作要求，排除不符合的选项，选出正确的滑轮组。首先回忆不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力的计算公式是$F=\frac{1}{n}(G_{物}+G_{动总})$，我们可以通过这个公式反推需要的最小n值，再结合拉力方向向下的要求筛选即可。
【解析】
1. 计算所需的最小绳子段数
不计绳重及摩擦，拉力满足$F=\frac{1}{n}(G+G_{动})$，已知物重$G=800\ \mathrm{N}$，小明最大拉力$F_{max}=300\ \mathrm{N}$，单个动滑轮重$20\ \mathrm{N}$，代入可得：
$n\ge\frac{G+G_{动}}{F_{max}}=\frac{800\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}{300\ \mathrm{N}}\approx2.7$，绳子段数必须取整数，因此至少需要3段绳子承担物重。
2. 逐个分析三个滑轮组：
图a：仅有1个定滑轮、1个动滑轮，最多只能绕出2段承担物重的绳子，此时拉力$F=\frac{800\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}{2}=410\ \mathrm{N}$，超过小明300N的最大拉力，不符合要求。
图b：有1个定滑轮、2个动滑轮，若要满足拉力小于300N需要4段绳子承担物重，最终绳子自由端拉力方向向上，小明站在地面无法向下拉绳，不符合操作要求。
图c：有2个定滑轮、1个动滑轮，可以绕出3段承担物重的绳子，此时拉力$F=\frac{800\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}{3}\approx273\ \mathrm{N}＜300\ \mathrm{N}$，同时绳子最终从定滑轮引出，拉力方向向下，完全符合要求。
绕绳方法：从动滑轮上端挂钩开始，依次绕过上方的小定滑轮、向下绕过动滑轮，最后从最上方的大定滑轮绕出，绳端向下，即可实现站在地面向下拉绳。
【答案】
c
【知识点】
滑轮组拉力计算，滑轮组绕线规则
【点评】
本题结合实际操作场景考察滑轮组的选型和绕线，很多同学容易只通过计算绳子段数判断选项，忽略了“站在地上向下拉绳”的方向要求，同时要注意计算拉力时不能遗漏动滑轮的自重，要结合滑轮的配置综合判断。
【难度系数】
0.6
