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1 [2024 河南南阳期末,中]某人重力为600 N,他想坐在吊篮里用滑轮组把吊篮匀速拉上去,如图所示,已知吊篮和货物重240 N,不计滑轮重、绳重和摩擦,则他所用的力应为 (
A.280 N
B.80 N
C.420 N
D.120 N
A
)A.280 N
B.80 N
C.420 N
D.120 N
答案
1. A 【解析】将人、吊篮、动滑轮和货物看成一个整体，这个整体被三段绳子匀速提升，则有$3F=G_{总}+G_{人}=240\ \mathrm{N}+600\ \mathrm{N}=840\ \mathrm{N}$，解得人的拉力$F=\frac{1}{3}×840\ \mathrm{N}=280\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】
这道题的核心易错点是常规数滑轮组承担物重绳子段数的方法不适用，因为人站在吊篮内部拉绳，拉力的反作用力也作用在被提升的整体上。解题时首先要转换思路，把人、吊篮、货物、动滑轮视为一个受力整体，先计算这个整体的总重力；接下来数清楚所有向上拉这个整体的绳子段数，由于人手中拽的那根绳子的拉力也向上作用在整体上，总共有3段绳子的拉力共同承担总重力；最后根据匀速运动受力平衡，总重力等于3倍的拉力，代入数值就能算出人的拉力。
【解析】
解：将人、吊篮、货物和动滑轮看作一个匀速上升的整体，不计滑轮重、绳重和摩擦：
1. 计算整体的总重力：
$G_{总}=G_{人}+G_{篮货}=600\ \mathrm{N}+240\ \mathrm{N}=840\ \mathrm{N}$
2. 对整体受力分析，向上的3段绳子的拉力之和与总重力平衡，即：
$3F=G_{总}$
3. 代入数值求解拉力：
$F=\frac{G_{总}}{3}=\frac{840\ \mathrm{N}}{3}=280\ \mathrm{N}$
因此人所用的力为280N，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组拉力计算，整体法受力分析，二力平衡
【点评】
本题是滑轮组的经典易错题，很多同学会错误沿用常规方法数出动滑轮上的2段绳子，忽略人站在吊篮内时，人手拉动的那根绳子的拉力也向上作用在整体上，通过整体法可以快速规避这个数段数的错误，这类站在被提升装置内部拉绳的题型是滑轮组部分的高频考点。
【难度系数】
0.4
这道题的核心易错点是常规数滑轮组承担物重绳子段数的方法不适用，因为人站在吊篮内部拉绳，拉力的反作用力也作用在被提升的整体上。解题时首先要转换思路，把人、吊篮、货物、动滑轮视为一个受力整体，先计算这个整体的总重力；接下来数清楚所有向上拉这个整体的绳子段数，由于人手中拽的那根绳子的拉力也向上作用在整体上，总共有3段绳子的拉力共同承担总重力；最后根据匀速运动受力平衡，总重力等于3倍的拉力，代入数值就能算出人的拉力。
【解析】
解：将人、吊篮、货物和动滑轮看作一个匀速上升的整体，不计滑轮重、绳重和摩擦：
1. 计算整体的总重力：
$G_{总}=G_{人}+G_{篮货}=600\ \mathrm{N}+240\ \mathrm{N}=840\ \mathrm{N}$
2. 对整体受力分析，向上的3段绳子的拉力之和与总重力平衡，即：
$3F=G_{总}$
3. 代入数值求解拉力：
$F=\frac{G_{总}}{3}=\frac{840\ \mathrm{N}}{3}=280\ \mathrm{N}$
因此人所用的力为280N，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组拉力计算，整体法受力分析，二力平衡
【点评】
本题是滑轮组的经典易错题，很多同学会错误沿用常规方法数出动滑轮上的2段绳子，忽略人站在吊篮内时，人手拉动的那根绳子的拉力也向上作用在整体上，通过整体法可以快速规避这个数段数的错误，这类站在被提升装置内部拉绳的题型是滑轮组部分的高频考点。
【难度系数】
0.4
2 [中](多选)如图所示滑轮组,不计滑轮、绳、弹簧测力计的重力及轮与轴间的摩擦,在用力拉动绳端使物体A向左做匀速运动的过程中,若物体与地面间摩擦力的大小$f=18N$,绳端移动速度为0.6 m/s,则 (
A.弹簧测力计的示数是18 N
B.拉力F的大小是6 N
C.物体A移动的速度是0.6 m/s
D.物体在4 s内通过的距离是0.8 m
BD
)A.弹簧测力计的示数是18 N
B.拉力F的大小是6 N
C.物体A移动的速度是0.6 m/s
D.物体在4 s内通过的距离是0.8 m
答案
2. BD 【解析】由图可知，动滑轮上绳子段数为3，不计绳重、测力计的重力、轮与轴间的摩擦及滑轮重，绳端的拉力$F=\frac{1}{3}f=\frac{1}{3}×18\ \mathrm{N}=6\ \mathrm{N}$，所以测力计示数为6 N，故A错误，B正确；由题意可知$s_{绳}=3s_{物}$，所以$v_{绳}=3v_{物}$，则A移动的速度$v_{物}=\frac{1}{3}v_{绳}=\frac{1}{3}×0.6\ \mathrm{m/s}=0.2\ \mathrm{m/s}$，故C错误；物体在4 s内通过的距离$s'_{物}=v_{物}t=0.2\ \mathrm{m/s}×4\ \mathrm{s}=0.8\ \mathrm{m}$，故D正确。故选BD。
解析
【分析】
这是水平放置的滑轮组的受力与运动计算问题，解题思路如下：1. 首先数出动滑轮上直接承担物体摩擦力的绳子段数n，这是后续计算的核心参数；2. 由于不计各类额外阻力，物体匀速运动时受力平衡，动滑轮对物体的拉力等于地面给物体的摩擦力，该拉力由n段绳子共同分担，因此单段绳子的拉力F等于摩擦力f除以n，由此可以判断拉力F和弹簧测力计的示数是否正确；3. 根据滑轮组绳端移动距离和物体移动距离的关系s绳=ns物，推导得出速度关系v绳=nv物，算出物体的移动速度，判断对应选项；4. 最后利用速度公式s=vt计算指定时间内物体移动的距离，验证剩余选项，最终选出正确答案。
【解析】
解：
1. 确定绳子段数与拉力大小
由图可知，动滑轮上承担摩擦力的绳子段数n=3。不计滑轮、绳、弹簧测力计重力及轮与轴间的摩擦，物体A向左做匀速直线运动，水平方向受力平衡，动滑轮对物体A的拉力等于地面对A的摩擦力f=18N。
因此绳端的拉力：$F=\frac{1}{n}f=\frac{1}{3}×18\ \mathrm{N}=6\ \mathrm{N}$，弹簧测力计测量单段绳子的拉力，示数也为6N，因此选项A错误，选项B正确。
2. 计算物体A的移动速度
滑轮组中绳端移动距离和物体移动距离满足$s_{绳}=ns_{物}$，将等式两边同除以运动时间t，可得速度关系：$v_{绳}=nv_{物}$，因此物体A的移动速度：
$v_{物}=\frac{1}{n}v_{绳}=\frac{1}{3}×0.6\ \mathrm{m/s}=0.2\ \mathrm{m/s}$，选项C错误。
3. 计算4s内物体通过的距离
根据速度公式$s=vt$，物体在4s内通过的距离：
$s_{物}=v_{物}t=0.2\ \mathrm{m/s}×4\ \mathrm{s}=0.8\ \mathrm{m}$，选项D正确。
综上，正确选项为BD。
【答案】
BD
【知识点】
水平滑轮组计算；二力平衡；速度公式应用
【点评】
本题是水平滑轮组的典型考题，易错点是学生容易混淆竖直滑轮组和水平滑轮组的计算逻辑，误将拉力和物重挂钩，或是数错承担摩擦力的绳子段数搞反速度的倍数关系。解题的关键是明确水平滑轮组的作用是克服物体受到的摩擦力，而非提升物体克服重力，先确定n的数值再推导力和运动的对应关系即可顺利求解。
【难度系数】
0.6
这是水平放置的滑轮组的受力与运动计算问题，解题思路如下：1. 首先数出动滑轮上直接承担物体摩擦力的绳子段数n，这是后续计算的核心参数；2. 由于不计各类额外阻力，物体匀速运动时受力平衡，动滑轮对物体的拉力等于地面给物体的摩擦力，该拉力由n段绳子共同分担，因此单段绳子的拉力F等于摩擦力f除以n，由此可以判断拉力F和弹簧测力计的示数是否正确；3. 根据滑轮组绳端移动距离和物体移动距离的关系s绳=ns物，推导得出速度关系v绳=nv物，算出物体的移动速度，判断对应选项；4. 最后利用速度公式s=vt计算指定时间内物体移动的距离，验证剩余选项，最终选出正确答案。
【解析】
解：
1. 确定绳子段数与拉力大小
由图可知，动滑轮上承担摩擦力的绳子段数n=3。不计滑轮、绳、弹簧测力计重力及轮与轴间的摩擦，物体A向左做匀速直线运动，水平方向受力平衡，动滑轮对物体A的拉力等于地面对A的摩擦力f=18N。
因此绳端的拉力：$F=\frac{1}{n}f=\frac{1}{3}×18\ \mathrm{N}=6\ \mathrm{N}$，弹簧测力计测量单段绳子的拉力，示数也为6N，因此选项A错误，选项B正确。
2. 计算物体A的移动速度
滑轮组中绳端移动距离和物体移动距离满足$s_{绳}=ns_{物}$，将等式两边同除以运动时间t，可得速度关系：$v_{绳}=nv_{物}$，因此物体A的移动速度：
$v_{物}=\frac{1}{n}v_{绳}=\frac{1}{3}×0.6\ \mathrm{m/s}=0.2\ \mathrm{m/s}$，选项C错误。
3. 计算4s内物体通过的距离
根据速度公式$s=vt$，物体在4s内通过的距离：
$s_{物}=v_{物}t=0.2\ \mathrm{m/s}×4\ \mathrm{s}=0.8\ \mathrm{m}$，选项D正确。
综上，正确选项为BD。
【答案】
BD
【知识点】
水平滑轮组计算；二力平衡；速度公式应用
【点评】
本题是水平滑轮组的典型考题，易错点是学生容易混淆竖直滑轮组和水平滑轮组的计算逻辑，误将拉力和物重挂钩，或是数错承担摩擦力的绳子段数搞反速度的倍数关系。解题的关键是明确水平滑轮组的作用是克服物体受到的摩擦力，而非提升物体克服重力，先确定n的数值再推导力和运动的对应关系即可顺利求解。
【难度系数】
0.6
3 [2025 山东威海中考,偏难](多选)图甲为一款健身器材,两滑轮均重20 N;弹性限度内,弹簧伸长的最大长度为80 cm,弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”$\Delta x$成正比,如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略;使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是 (
A.弹簧拉力为60 N时,绳a拉力为140 N
B.拉环向下移动10 cm,弹簧伸长10 cm
C.弹簧拉力为300 N时,拉环向下移动30 cm
D.健身器材提供的最大拉力为820 N
AC
)A.弹簧拉力为60 N时,绳a拉力为140 N
B.拉环向下移动10 cm,弹簧伸长10 cm
C.弹簧拉力为300 N时,拉环向下移动30 cm
D.健身器材提供的最大拉力为820 N
答案
3. AC 【解析】由图可知，上面的滑轮是定滑轮，绳子a一端在定滑轮上，一端在天花板上，所受的力大小为定滑轮两侧细绳上的拉力以及定滑轮的重力之和，即：$F_{a}=60\ \mathrm{N}+60\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}=140\ \mathrm{N}$，故A正确。和拉环连接的滑轮是动滑轮，该滑轮移动的距离等于绳端移动距离的一半，拉环向下移动10 cm，动滑轮向下移动10 cm，绳端移动20 cm，所以弹簧拉伸20 cm，故B错误。由图乙可知弹簧在弹性限度内最大拉力为400 N，最大伸长量为80 cm，$\frac{400\ \mathrm{N}}{80\ \mathrm{cm}}=\frac{300\ \mathrm{N}}{\Delta x}$，$\Delta x=60\ \mathrm{cm}$，即弹簧拉力为300 N时，弹簧拉伸60 cm，结合图甲可知拉环向下移动30 cm，故C正确。由图乙可知，弹簧最大拉力为400 N，动滑轮上左右两侧绳子受到的最大拉力为400 N，故拉环受到的拉力最大为$F_{拉环}=400\ \mathrm{N}×2-20\ \mathrm{N}=780\ \mathrm{N}$，故D错误。故选AC。
解析
【分析】
我们先明确图中两个滑轮的类型：上方是定滑轮，下方是动滑轮，首先从图乙得出弹簧拉力和伸长量的正比关系，之后逐个分析选项：
1. 分析A选项：对定滑轮做竖直方向的受力平衡分析，定滑轮自身有重力，两侧细绳拉力都等于弹簧拉力，相加即可得到绳a的拉力。
2. 分析B选项：理清动滑轮的位移对应关系，拉环和动滑轮同步移动，动滑轮下移s时，两侧绳子都要放出s长度，因此弹簧伸长量是2s，据此判断位移关系是否正确。
3. 分析C选项：先根据图乙的比例算出拉力300N时弹簧的总伸长量，再结合动滑轮的位移关系，算出拉环下移的距离。
4. 分析D选项：弹簧最大拉力为400N，对下方动滑轮做受力平衡分析，向上的两段绳子拉力之和等于动滑轮重力加拉环的拉力，算出最大拉力即可判断正误。
【解析】
首先从图乙可得弹簧拉力与伸长量的比例关系：$\frac{F}{\Delta x}=\frac{400\ \mathrm{N}}{80\ \mathrm{cm}}=5\ \mathrm{N/cm}$，即弹簧每伸长1cm，拉力增大5N。
选项A：上方定滑轮重力为20N，当弹簧拉力为60N时，定滑轮两侧细绳的拉力均为60N，对定滑轮竖直方向受力平衡可得：
$F_a = 60\ \mathrm{N} + 60\ \mathrm{N} + 20\ \mathrm{N}=140\ \mathrm{N}$，A正确。
选项B：下方动滑轮与拉环固连，拉环向下移动s时，动滑轮同步下移s，此时动滑轮两侧的细绳各需要释放长度s，因此弹簧的伸长量$\Delta x=2s$。当拉环下移10cm时，弹簧伸长量为$2×10\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}$，并非10cm，B错误。
选项C：当弹簧拉力为300N时，弹簧的伸长量$\Delta x'=\frac{300\ \mathrm{N}}{5\ \mathrm{N/cm}}=60\ \mathrm{cm}$，结合位移关系$s=\frac{\Delta x'}{2}=\frac{60\ \mathrm{cm}}{2}=30\ \mathrm{cm}$，即拉环向下移动30cm，C正确。
选项D：弹簧的最大拉力为400N，对下方动滑轮竖直方向受力平衡：向上的两段细绳拉力之和等于动滑轮重力与拉环拉力之和，即$2×400\ \mathrm{N}=20\ \mathrm{N}+F_{\mathrm{max}}$，解得$F_{\mathrm{max}}=780\ \mathrm{N}$，最大拉力为780N，并非820N，D错误。
综上，正确选项为AC。
【答案】
AC
【知识点】
定滑轮受力分析，动滑轮位移关系，胡克定律
【点评】
本题将滑轮受力分析和弹簧弹力特性结合，易错点集中在动滑轮的受力方向判断、位移对应关系推导，很多同学容易搞反动滑轮的位移比例，或是错误计算动滑轮的受力，导致错选B、D，解题时需要分别对两个滑轮独立做受力分析，理清各物理量的对应逻辑。
【难度系数】
0.3
我们先明确图中两个滑轮的类型：上方是定滑轮，下方是动滑轮，首先从图乙得出弹簧拉力和伸长量的正比关系，之后逐个分析选项：
1. 分析A选项：对定滑轮做竖直方向的受力平衡分析，定滑轮自身有重力，两侧细绳拉力都等于弹簧拉力，相加即可得到绳a的拉力。
2. 分析B选项：理清动滑轮的位移对应关系，拉环和动滑轮同步移动，动滑轮下移s时，两侧绳子都要放出s长度，因此弹簧伸长量是2s，据此判断位移关系是否正确。
3. 分析C选项：先根据图乙的比例算出拉力300N时弹簧的总伸长量，再结合动滑轮的位移关系，算出拉环下移的距离。
4. 分析D选项：弹簧最大拉力为400N，对下方动滑轮做受力平衡分析，向上的两段绳子拉力之和等于动滑轮重力加拉环的拉力，算出最大拉力即可判断正误。
【解析】
首先从图乙可得弹簧拉力与伸长量的比例关系：$\frac{F}{\Delta x}=\frac{400\ \mathrm{N}}{80\ \mathrm{cm}}=5\ \mathrm{N/cm}$，即弹簧每伸长1cm，拉力增大5N。
选项A：上方定滑轮重力为20N，当弹簧拉力为60N时，定滑轮两侧细绳的拉力均为60N，对定滑轮竖直方向受力平衡可得：
$F_a = 60\ \mathrm{N} + 60\ \mathrm{N} + 20\ \mathrm{N}=140\ \mathrm{N}$，A正确。
选项B：下方动滑轮与拉环固连，拉环向下移动s时，动滑轮同步下移s，此时动滑轮两侧的细绳各需要释放长度s，因此弹簧的伸长量$\Delta x=2s$。当拉环下移10cm时，弹簧伸长量为$2×10\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}$，并非10cm，B错误。
选项C：当弹簧拉力为300N时，弹簧的伸长量$\Delta x'=\frac{300\ \mathrm{N}}{5\ \mathrm{N/cm}}=60\ \mathrm{cm}$，结合位移关系$s=\frac{\Delta x'}{2}=\frac{60\ \mathrm{cm}}{2}=30\ \mathrm{cm}$，即拉环向下移动30cm，C正确。
选项D：弹簧的最大拉力为400N，对下方动滑轮竖直方向受力平衡：向上的两段细绳拉力之和等于动滑轮重力与拉环拉力之和，即$2×400\ \mathrm{N}=20\ \mathrm{N}+F_{\mathrm{max}}$，解得$F_{\mathrm{max}}=780\ \mathrm{N}$，最大拉力为780N，并非820N，D错误。
综上，正确选项为AC。
【答案】
AC
【知识点】
定滑轮受力分析，动滑轮位移关系，胡克定律
【点评】
本题将滑轮受力分析和弹簧弹力特性结合，易错点集中在动滑轮的受力方向判断、位移对应关系推导，很多同学容易搞反动滑轮的位移比例，或是错误计算动滑轮的受力，导致错选B、D，解题时需要分别对两个滑轮独立做受力分析，理清各物理量的对应逻辑。
【难度系数】
0.3
4 [2025 江苏无锡二模,中]小明在组装玩具时,发现了如图甲所示的一种特殊螺丝——内六角螺丝。与其配套的内六角扳手如图乙所示,这种扳手相当于
轮轴
(填“斜面”“滑轮”或“轮轴”),为了使自己更省力,小明应将扳手上的A
(填“A”或“B”)点插入螺丝后使用。答案
4. 轮轴 A 【解析】内六角扳手相当于轮轴；将扳手上的A点插入螺丝后，力作用在B端，长柄为轮半径；反之将B点插入螺丝后，力只能作用在A端，轮半径更短，根据杠杆的平衡条件可知，将扳手上的A点插入螺丝后使用更省力。
解析
【分析】
首先先回忆三种待选简单机械的结构特点，先判断扳手对应的机械类型：斜面是倾斜的省力面，滑轮是带槽可绕轴转动的轮，而内六角扳手使用时整体绕同一根中心轴线转动，由大的轮部分和小的轴部分组成，符合轮轴的特征。接下来判断省力的操作：轮轴的实质是可转动的杠杆，根据杠杆平衡条件，在轴半径（螺丝的转动半径）固定时，轮的半径也就是动力作用点到转轴的距离越大，所需的动力就越小，也就越省力。对比A、B两点，将A点插入螺丝时，动力可以作用在更长的B端，动力臂更大，更省力，因此选A。
【解析】
1. 判断简单机械类型：内六角扳手使用过程中绕共同的中心轴线转动，由轮和轴两部分组成，符合轮轴的结构特征，因此该扳手相当于轮轴。
2. 判断省力的插入点：轮轴的工作原理满足杠杆平衡条件 $ F_1 R = F_2 r $，其中r是轴的半径（螺丝的转动半径，固定不变），R是轮的半径（动力作用点到转轴的距离）。将A点插入螺丝后，手的动力可以作用在长度更长的B端，此时R更大，所需的动力$ F_1 $更小，更省力，因此应将A点插入螺丝后使用。
【答案】
轮轴 A
【知识点】
轮轴识别；杠杆平衡条件
【点评】
本题结合生活中常见的内六角扳手场景考察简单机械的相关知识，易错点是容易混淆插入点和动力作用点的对应关系，解题时要明确轮轴的省力核心是增大动力侧的轮半径，就能轻松得到正确结论。
【难度系数】
0.7
首先先回忆三种待选简单机械的结构特点，先判断扳手对应的机械类型：斜面是倾斜的省力面，滑轮是带槽可绕轴转动的轮，而内六角扳手使用时整体绕同一根中心轴线转动，由大的轮部分和小的轴部分组成，符合轮轴的特征。接下来判断省力的操作：轮轴的实质是可转动的杠杆，根据杠杆平衡条件，在轴半径（螺丝的转动半径）固定时，轮的半径也就是动力作用点到转轴的距离越大，所需的动力就越小，也就越省力。对比A、B两点，将A点插入螺丝时，动力可以作用在更长的B端，动力臂更大，更省力，因此选A。
【解析】
1. 判断简单机械类型：内六角扳手使用过程中绕共同的中心轴线转动，由轮和轴两部分组成，符合轮轴的结构特征，因此该扳手相当于轮轴。
2. 判断省力的插入点：轮轴的工作原理满足杠杆平衡条件 $ F_1 R = F_2 r $，其中r是轴的半径（螺丝的转动半径，固定不变），R是轮的半径（动力作用点到转轴的距离）。将A点插入螺丝后，手的动力可以作用在长度更长的B端，此时R更大，所需的动力$ F_1 $更小，更省力，因此应将A点插入螺丝后使用。
【答案】
轮轴 A
【知识点】
轮轴识别；杠杆平衡条件
【点评】
本题结合生活中常见的内六角扳手场景考察简单机械的相关知识，易错点是容易混淆插入点和动力作用点的对应关系，解题时要明确轮轴的省力核心是增大动力侧的轮半径，就能轻松得到正确结论。
【难度系数】
0.7
5 竖直滑轮组 [2025 河南郑州二模,中]小李打扫卫生时需要将一个重物搬离地面,由于力气太小无法搬动,聪明的他想到了滑轮组可以省力,于是他找来家里的2个滑轮组,请你帮他选择其中一个滑轮组用来提升重物以达到最省力的目的,并画出最省力的绕线方式(绳子需要绕过每一个滑轮,忽略动滑轮重力)。
答案
5. 如图所示
【解析】题左图滑轮组只有一个动滑轮，承担重物绳子的段数最多为3，题右图滑轮组中有两个动滑轮，但只有一个定滑轮，故承担重物绳子的段数最多为4，应选择题右图滑轮组，绕线情况如答案图所示。
解析
【分析】
要实现最省力地提升重物，忽略动滑轮重力时，滑轮组的拉力F=G/n，其中n是承担物重的绳子段数，n越大拉力越小、省力效果越好。首先分别统计两套滑轮组的滑轮构成，计算各自能实现的最大n值：第一套滑轮组是1个定滑轮搭配1个动滑轮，绳子绕过所有滑轮的前提下最大n为3，拉力为G/3；第二套滑轮组是1个定滑轮搭配2个动滑轮，满足绳子绕过每一个滑轮的要求时，最大n可以达到4，拉力为G/4，显然第二套更省力，因此选择右侧的这套滑轮组，再按照“偶定奇动”的绕线规则完成绕线即可。
【解析】
1. 滑轮组选型：对比两套滑轮组的最大省力效果：
左侧滑轮组：包含1个定滑轮、1个动滑轮，所有滑轮都被绳子绕过时，承担物重的绳子段数最大为3，拉力F₁=G/3；
右侧滑轮组：包含1个定滑轮、2个动滑轮，所有滑轮都被绳子绕过时，承担物重的绳子段数最大为4，拉力F₂=G/4。
由于F₂＜F₁，因此选择右侧的滑轮组实现最省力。
2. 绕线绘制：n=4为偶数，遵循滑轮组绕线“偶定”原则，将绳子起始端固定在顶部定滑轮的下挂钩处，依次绕过所有动滑轮和定滑轮，保证每一个滑轮都被绳子穿过，最终得到4段绳子共同承担物重，达到最省力的效果。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线，滑轮组省力计算
【点评】
本题的易错点是容易误选左侧1定1动的滑轮组，忽略右侧1定2动的组合可以实现更大的承担物重绳子段数，同时题目要求绳子必须绕过每一个滑轮，不能漏绕任意一个滑轮，需要结合定动滑轮的总数判断最大n值，考察了对滑轮组省力本质的理解，避免死记硬背绕线规则。
【难度系数】
0.5
要实现最省力地提升重物，忽略动滑轮重力时，滑轮组的拉力F=G/n，其中n是承担物重的绳子段数，n越大拉力越小、省力效果越好。首先分别统计两套滑轮组的滑轮构成，计算各自能实现的最大n值：第一套滑轮组是1个定滑轮搭配1个动滑轮，绳子绕过所有滑轮的前提下最大n为3，拉力为G/3；第二套滑轮组是1个定滑轮搭配2个动滑轮，满足绳子绕过每一个滑轮的要求时，最大n可以达到4，拉力为G/4，显然第二套更省力，因此选择右侧的这套滑轮组，再按照“偶定奇动”的绕线规则完成绕线即可。
【解析】
1. 滑轮组选型：对比两套滑轮组的最大省力效果：
左侧滑轮组：包含1个定滑轮、1个动滑轮，所有滑轮都被绳子绕过时，承担物重的绳子段数最大为3，拉力F₁=G/3；
右侧滑轮组：包含1个定滑轮、2个动滑轮，所有滑轮都被绳子绕过时，承担物重的绳子段数最大为4，拉力F₂=G/4。
由于F₂＜F₁，因此选择右侧的滑轮组实现最省力。
2. 绕线绘制：n=4为偶数，遵循滑轮组绕线“偶定”原则，将绳子起始端固定在顶部定滑轮的下挂钩处，依次绕过所有动滑轮和定滑轮，保证每一个滑轮都被绳子穿过，最终得到4段绳子共同承担物重，达到最省力的效果。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线，滑轮组省力计算
【点评】
本题的易错点是容易误选左侧1定1动的滑轮组，忽略右侧1定2动的组合可以实现更大的承担物重绳子段数，同时题目要求绳子必须绕过每一个滑轮，不能漏绕任意一个滑轮，需要结合定动滑轮的总数判断最大n值，考察了对滑轮组省力本质的理解，避免死记硬背绕线规则。
【难度系数】
0.5
6 水平滑轮组 [2025 陕西延安期末,中]如图为输电线牵引装置的简化图,为使输电线绷直且用力最小,请你在图中画出滑轮组的绕线方式。
答案
6. 如图所示
【解析】题图中滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，为使输电线绷直且用力最小，则绳子应系在定滑轮右边的挂钩上，然后依次绕过动滑轮、定滑轮。
解析
【分析】
要实现用力最小的目标，首先明确省力的核心逻辑：对于滑轮组，作用在动滑轮上承担拉力的绳子段数越多，所需的拉力就越小。本题装置仅由1个定滑轮和1个动滑轮组成，同时要满足输电线绷直的实际施力需求，需要选择段数最多、且施力方向合理的绕法：先确定绳子的固定端位置，再按顺序依次绕过两个滑轮，就能得到最省力的绕线方式。
【解析】
题图中的滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，要使输电线绷直且用力最小，需要最大化作用在动滑轮上的绳子段数，同时保证施力方向合理。将绳子的起始端系在定滑轮右侧的挂钩上，之后向外绕过动滑轮，再反向绕过定滑轮，此时动滑轮上有2段绳子承担输电线的拉力，是该场景下用力最小的绕线方式。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线，滑轮组省力判断
【点评】
本题结合输电线牵引的实际场景考察水平滑轮组的最省力绕法，不能直接生硬套用竖直滑轮组的绕线规则，需要结合实际施力的合理性选择绕线顺序，重点考察学生对滑轮组省力逻辑的理解和实际应用能力。
【难度系数】
0.6
要实现用力最小的目标，首先明确省力的核心逻辑：对于滑轮组，作用在动滑轮上承担拉力的绳子段数越多，所需的拉力就越小。本题装置仅由1个定滑轮和1个动滑轮组成，同时要满足输电线绷直的实际施力需求，需要选择段数最多、且施力方向合理的绕法：先确定绳子的固定端位置，再按顺序依次绕过两个滑轮，就能得到最省力的绕线方式。
【解析】
题图中的滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，要使输电线绷直且用力最小，需要最大化作用在动滑轮上的绳子段数，同时保证施力方向合理。将绳子的起始端系在定滑轮右侧的挂钩上，之后向外绕过动滑轮，再反向绕过定滑轮，此时动滑轮上有2段绳子承担输电线的拉力，是该场景下用力最小的绕线方式。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线，滑轮组省力判断
【点评】
本题结合输电线牵引的实际场景考察水平滑轮组的最省力绕法，不能直接生硬套用竖直滑轮组的绕线规则，需要结合实际施力的合理性选择绕线顺序，重点考察学生对滑轮组省力逻辑的理解和实际应用能力。
【难度系数】
0.6
7 核心素养科学思维 [偏难] 如图所示,重为700 N的水平木板在滑轮组的作用下保持静止,不计绳重、滑轮重与摩擦,细绳与天花板间的固定点分别为A、B、C点,与木板间的固定点分别为D、E点;各条细绳中不与滑轮接触的部分均竖直。则B点处的细绳对天花板的拉力大小为 (
A.100 N
B.140 N
C.300 N
D.350 N
B
)A.100 N
B.140 N
C.300 N
D.350 N
答案
7. B 【解析】分析滑轮组中的受力情况如图：
根据动滑轮和定滑轮的连接方式以及动滑轮上绕有的绳子段数，可知，$F_{3}=2F_{2}=4F_{1}$①，并且绳子对B点的拉力大小等于$F_{1}$，对木板进行受力分析可得$F_{1}+F_{3}=G=700\ \mathrm{N}$②，联立①②，可得$5F_{1}=G=700\ \mathrm{N}$，则$F_{1}=140\ \mathrm{N}$，故B正确，故选B。
解析
【分析】
这道题属于非常规滑轮组的受力分析题，解题思路是先从各个动滑轮的受力特点出发，逐层推导不同位置细绳的拉力大小关系，再对木板整体做竖直方向的受力平衡分析，列方程求解。首先我们可以先设定B点细绳的拉力为F₁，利用不计绳重、滑轮重和摩擦的条件，动滑轮轴上的拉力等于两侧细绳拉力之和，先推导中间动滑轮下端的绳拉力，再推导最下方动滑轮连接木板处的绳拉力，最后结合木板静止、竖直方向合力为零的平衡条件，把所有向上拉木板的力相加等于木板重力，就能解出F₁的大小，也就是B点的拉力。
【解析】
解：设B点处细绳对天花板的拉力为F₁，不计绳重、滑轮重与摩擦：
1. 中间的动滑轮两侧的细绳拉力均等于F₁，根据动滑轮的受力平衡，动滑轮轴处向下的拉力等于两段绳的拉力之和，因此连接中间动滑轮下端的细绳拉力F₂=2F₁。
2. 最下方的动滑轮两侧的细绳拉力均等于F₂，同理可得该动滑轮轴处向下的拉力，也就是E点对木板的向上拉力F₃=2F₂=4F₁。
3. 对保持静止的木板做竖直方向受力分析：木板受到向下的重力G=700N，向上的两个拉力分别是D点细绳的拉力（大小等于F₁）、E点细绳的拉力F₃，根据二力平衡，向上的总拉力等于向下的重力，因此有：
$ F_1 + F_3 = G4. $将F₃=4F₁代入上述平衡方程，可得：$ F_1 + 4F_1 = 700\ \mathrm{N}$
$ 5F_1 = 700\ \mathrm{N} $解得：$F_1=140\ \mathrm{N}$
【答案】
答案选B，B点处的细绳对天花板的拉力大小为140 N。
【知识点】
动滑轮受力分析，二力平衡，滑轮组拉力计算
【点评】
本题打破了常规滑轮组数承担物重绳子段数的固定解题套路，需要学生逐层梳理两个动滑轮的拉力传递逻辑，再结合木板的受力平衡列方程求解，学生很容易误判向上拉木板的总拉力对应的绳子段数，错将总拉力当成4F₁得到错误结果，对学生的受力分析逻辑严谨性有较高要求。
【难度系数】
0.35
这道题属于非常规滑轮组的受力分析题，解题思路是先从各个动滑轮的受力特点出发，逐层推导不同位置细绳的拉力大小关系，再对木板整体做竖直方向的受力平衡分析，列方程求解。首先我们可以先设定B点细绳的拉力为F₁，利用不计绳重、滑轮重和摩擦的条件，动滑轮轴上的拉力等于两侧细绳拉力之和，先推导中间动滑轮下端的绳拉力，再推导最下方动滑轮连接木板处的绳拉力，最后结合木板静止、竖直方向合力为零的平衡条件，把所有向上拉木板的力相加等于木板重力，就能解出F₁的大小，也就是B点的拉力。
【解析】
解：设B点处细绳对天花板的拉力为F₁，不计绳重、滑轮重与摩擦：
1. 中间的动滑轮两侧的细绳拉力均等于F₁，根据动滑轮的受力平衡，动滑轮轴处向下的拉力等于两段绳的拉力之和，因此连接中间动滑轮下端的细绳拉力F₂=2F₁。
2. 最下方的动滑轮两侧的细绳拉力均等于F₂，同理可得该动滑轮轴处向下的拉力，也就是E点对木板的向上拉力F₃=2F₂=4F₁。
3. 对保持静止的木板做竖直方向受力分析：木板受到向下的重力G=700N，向上的两个拉力分别是D点细绳的拉力（大小等于F₁）、E点细绳的拉力F₃，根据二力平衡，向上的总拉力等于向下的重力，因此有：
$ F_1 + F_3 = G4. $将F₃=4F₁代入上述平衡方程，可得：$ F_1 + 4F_1 = 700\ \mathrm{N}$
$ 5F_1 = 700\ \mathrm{N} $解得：$F_1=140\ \mathrm{N}$
【答案】
答案选B，B点处的细绳对天花板的拉力大小为140 N。【知识点】
动滑轮受力分析，二力平衡，滑轮组拉力计算
【点评】
本题打破了常规滑轮组数承担物重绳子段数的固定解题套路，需要学生逐层梳理两个动滑轮的拉力传递逻辑，再结合木板的受力平衡列方程求解，学生很容易误判向上拉木板的总拉力对应的绳子段数，错将总拉力当成4F₁得到错误结果，对学生的受力分析逻辑严谨性有较高要求。
【难度系数】
0.35
