1. 模型法 用摩擦力和绳重都忽略不计的定滑轮将重物匀速提起，分别沿图中所示的三个方向用力，则三个力的大小关系是().


A.$F_1$最大
B.$F_2$最大
C.$F_3$最大
D.一样大

1. D [解析]使用定滑轮不省力,但是可以改变用力方向,不计摩擦力和绳重,施加的拉力等于物重,所以$F_1=F_2=F_3$,故A、B、C错误,D正确.
归纳总结 定滑轮的实质是等臂杠杆,不省力,但是可以改变用力方向.

2. 小华用 100 N 的力将重 400 N 的物体提高一定距离,则他可能使用的是().

A.斜面
B.定滑轮
C.动滑轮
D.一个定滑轮和一个动滑轮

2. A [解析]斜面的长度超过高度的4倍,即可用100 N的力将重400 N的物体提高一定距离,故A符合题意;使用定滑轮不能省力,故B不符合题意;一个动滑轮只能省一半的力,在不计机械自重和摩擦的情况下,动滑轮末端的拉力$F=\frac{1}{2}G$;用100 N的力只能将重200 N的物体提起,而题目中是用100 N的力提起一个重为400 N的物体,故C不符合题意;一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,用三段绳子吊起重物最省力,此时绳子的股数$n=3$,这时滑轮组最多提起的重物重力为$G_物=nF=3×100\ \mathrm{N}=300\ \mathrm{N}$,不能将重400 N的物体提高一定距离,故D不符合题意.
归纳总结 在不计机械自重和摩擦的情况下:①斜面的省力情况与斜面的长度和高度有关;②定滑轮不省力;③动滑轮末端的拉力$F=\frac{1}{2}G$;④滑轮组绳子末端的拉力$F=\frac{1}{n}G$.

3. 对点练 $\overrightarrow{《上分攻略》}$
P2 上分点2
如图所示的装置处于平衡状态,在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下,在$\boldsymbol{G_1}$和$\boldsymbol{G_2}$下方同时挂上一个相同的重物G,则下列描述现象会出现的是().

A.$G_1$向下运动
B.$G_2$向下运动
C.$G_1$和$G_2$保持静止
D.滑轮乙向下运动

3. B [解析]如图所示的装置处于平衡状态,滑轮甲绳端的拉力大小$F=G_2$;绳子段数$n=2$,在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下,根据$F=\frac{1}{n}G$可知,$2F=G_1$,即$G_1=2G_2$;在$G_1$、$G_2$下方同时挂上一个相同的重物G,滑轮甲绳端的拉力大小$F'=G_2+G$,动滑轮下物体的重力$G'=G_1+G=2G_2+G$,动滑轮受到向上的拉力$2F'=2(G_2+G)$,对比以上两式可知$2F'＞G'$,在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下,$G_2$向下运动,$G_1$向上运动,滑轮乙向上运动,故B正确,动滑轮的轴随被拉动的物体一起运动 A、C、D错误.

4. 教材P14实践与练习T2·拓展（2025·南京鼓楼区期中）
如图所示，几名同学将绳子的一端系在其中一根木棍上，依次绕过两根木棍，然后缓慢地拉动绳子的另一端，若自由端拉力为10 N，则右侧握木棍同学至少需要N的力；该活动可以直观体验这一简单机械的特点.

4. 70 滑轮组 [解析]自由端拉力为10 N,由图知右侧木棍有7段绳子相连,因此,右侧握木棍同学需要的拉力至少为$F_{拉}=10\ \mathrm{N}×7=70\ \mathrm{N}$.该活动可以直观体验滑轮组的特点.

5. 传统文化 《天工开物》中的汲水装置 图甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘轳，图乙是它提水时的示意图，为方便提水，应按照（填“省力”或“费力”）杠杆来设计，支点是（填“A”“B”或“C”）点；图丙中水龙头开关的设计也应用了同样原理，开关选用（填“①”或“②”）效果更好。

5. 省力 B ① [解析]辘轳的实质是轮轴,为方便提水,根据题图可知,它是按照省力杠杆来设计的;由于轮围绕B点进行旋转,可知B点为其支点.水龙头开关的设计也应用了轮轴,增大轮的半径可以增大动力臂,在阻力和阻力臂一定时,可以减小动力,故开关选用图中的①可以更省力.
思路引导 (1)辘轳的实质是轮轴,根据轮轴的作用分析;(2)水龙头开关的设计也应用了轮轴,增大轮的半径可以增大动力臂,在阻力和阻力臂一定时,可以省力.

6. 用动滑轮提起重物时，沿三个不同方向用力，如图所示，三个力的大小关系是().


A.$F_{1}＞F_{2}＞F_{3}$
B.$F_{1}=F_{2}=F_{3}$
C.$F_{1}＜F_{2}＜F_{3}$
D.$F_{1}＞F_{3}＞F_{2}$

6. C [解析]动滑轮是一个变形杠杆,其支点在O点,画出三个动力的动力臂,如答图所示.由图可以看出动力臂$L_1＞L_2＞L_3$,根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可知,阻力和阻力臂不变的情况下,动力和动力臂成反比,则$F_1＜F_2＜F_3$.

关键提醒 动滑轮是一个变形杠杆,找出其支点,作出三个动力的力臂,分析动力臂的大小关系,根据杠杆平衡条件分析动力的大小关系.

7.(2025·无锡经开区期中)如图所示,利用两只滑轮提升同一重物,滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计,最省力的滑轮组合是().

7. C [解析]设重物的重力为G,滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计.图A滑轮组由2段绳子承担物重,拉力$F_A=\frac{1}{2}G$;图B滑轮组由两个定滑轮组成,使用定滑轮不省力,拉力$F_B=G$;图C滑轮组由3段绳子承担物重,拉力$F_C=\frac{1}{3}G$;图D滑轮组由2段绳子承担物重,拉力$F_D=\frac{1}{2}G$.所以最省力的是组合C,故C正确,A、B、D错误.
关键提醒 判断最省力的滑轮组,要比较拉力的大小,关键是正确判断承担重物绳子的段数.