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5. 如图5所示,滑轮的重力和绳子摩擦不计。物体的重力是100 N,在20 N的力F的作用下在水平地面上做匀速直线运动,则物体与地面之间的滑动摩擦力是(
A.10 N
B.100 N
C.40 N
D.60 N
C
)。A.10 N
B.100 N
C.40 N
D.60 N
答案
5. C
解析
【分析】首先观察图中的滑轮，这是动滑轮的特殊使用方式：拉力F作用在绳子自由端，动滑轮的轴与物体相连。当物体做匀速直线运动时，水平方向受力平衡，滑动摩擦力等于动滑轮对物体的拉力。动滑轮上有两段绳子，每段绳子的拉力都等于F，因此动滑轮对物体的总拉力为2F，据此可计算滑动摩擦力。
【解析】已知滑轮重力和绳子摩擦不计，动滑轮上两段绳子的拉力均等于F，所以动滑轮对物体的拉力为$ F_{拉}=2F $。物体做匀速直线运动，水平方向受力平衡，滑动摩擦力与动滑轮对物体的拉力大小相等，即$ f=F_{拉}=2F $。代入$ F=20N $，可得$ f=2×20N=40N $。
【答案】C
【知识点】动滑轮受力分析、二力平衡
【点评】本题考查动滑轮的特殊受力关系和二力平衡的应用，核心是明确拉力作用在绳子端时，动滑轮轴上的力为2倍拉力，需注意避免混淆动滑轮常规使用的省力关系。
【难度系数】0.5
【解析】已知滑轮重力和绳子摩擦不计，动滑轮上两段绳子的拉力均等于F，所以动滑轮对物体的拉力为$ F_{拉}=2F $。物体做匀速直线运动，水平方向受力平衡，滑动摩擦力与动滑轮对物体的拉力大小相等，即$ f=F_{拉}=2F $。代入$ F=20N $，可得$ f=2×20N=40N $。
【答案】C
【知识点】动滑轮受力分析、二力平衡
【点评】本题考查动滑轮的特殊受力关系和二力平衡的应用，核心是明确拉力作用在绳子端时，动滑轮轴上的力为2倍拉力，需注意避免混淆动滑轮常规使用的省力关系。
【难度系数】0.5
三、作图题
6. 用图6所示的滑轮组提升重物，要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍，请在图上画出绕绳的方法。
7. 如图7所示，利用动滑轮来提升一个物体，拉力F竖直向上。动滑轮其实就是一个变形的杠杆，请在图中标出它的支点O，并画出F的力臂l。
6. 用图6所示的滑轮组提升重物，要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍，请在图上画出绕绳的方法。
7. 如图7所示，利用动滑轮来提升一个物体，拉力F竖直向上。动滑轮其实就是一个变形的杠杆，请在图中标出它的支点O，并画出F的力臂l。
答案
6. 略
7. 略
7. 略
解析
【分析】
第6题：滑轮组中，绳子自由端移动速度与物体上升速度的关系为$v_{绳}=nv_{物}$（$n$为承担物重的绳子段数），题目要求$v_{绳}=2v_{物}$，故$n=2$，需据此确定滑轮组绕绳，保证动滑轮上有2段绳子。
第7题：动滑轮是变形杠杆，支点是杠杆绕转动的固定点，拉力竖直向上时，动滑轮左侧绳子与滑轮边缘的接触点为支点；力臂是支点到力作用线的垂直距离，需过支点作拉力作用线的垂线。
【解析】
第6题：由$v_{绳}=nv_{物}$，$v_{绳}=2v_{物}$得$n=2$，说明动滑轮上有2段绳子。绕绳方法：将绳子一端固定在定滑轮的挂钩上，向下绕过动滑轮，再向上绕过定滑轮，满足自由端速度是物体上升速度的2倍。
第7题：支点O：动滑轮左侧绳子与滑轮的接触点（杠杆绕此点转动）；力臂$l$：过支点O作竖直向上的拉力F作用线的垂线，垂线段即为力臂。
【答案】
6. 绕绳：绳子一端固定在定滑轮挂钩，向下绕动滑轮，再向上绕定滑轮；
7. 支点O标在动滑轮左侧绳与滑轮接触点，力臂$l$为O到F作用线的垂线段。
【知识点】
滑轮组绕绳、动滑轮杠杆、力臂作图
【点评】
本题考查滑轮组速度关系应用及动滑轮的杠杆模型作图，属于基础作图题，需掌握滑轮组$n$的判断和动滑轮支点、力臂的确定方法。
【难度系数】
0.5
第6题：滑轮组中，绳子自由端移动速度与物体上升速度的关系为$v_{绳}=nv_{物}$（$n$为承担物重的绳子段数），题目要求$v_{绳}=2v_{物}$，故$n=2$，需据此确定滑轮组绕绳，保证动滑轮上有2段绳子。
第7题：动滑轮是变形杠杆，支点是杠杆绕转动的固定点，拉力竖直向上时，动滑轮左侧绳子与滑轮边缘的接触点为支点；力臂是支点到力作用线的垂直距离，需过支点作拉力作用线的垂线。
【解析】
第6题：由$v_{绳}=nv_{物}$，$v_{绳}=2v_{物}$得$n=2$，说明动滑轮上有2段绳子。绕绳方法：将绳子一端固定在定滑轮的挂钩上，向下绕过动滑轮，再向上绕过定滑轮，满足自由端速度是物体上升速度的2倍。
第7题：支点O：动滑轮左侧绳子与滑轮的接触点（杠杆绕此点转动）；力臂$l$：过支点O作竖直向上的拉力F作用线的垂线，垂线段即为力臂。
【答案】
6. 绕绳：绳子一端固定在定滑轮挂钩，向下绕动滑轮，再向上绕定滑轮；
7. 支点O标在动滑轮左侧绳与滑轮接触点，力臂$l$为O到F作用线的垂线段。
【知识点】
滑轮组绕绳、动滑轮杠杆、力臂作图
【点评】
本题考查滑轮组速度关系应用及动滑轮的杠杆模型作图，属于基础作图题，需掌握滑轮组$n$的判断和动滑轮支点、力臂的确定方法。
【难度系数】
0.5
8. 滑轮是生产中常用的一种简单机械。某同学用定滑轮进行了如图8所示的三个实验。
（1）该同学研究的问题是：
（2）研究该问题时，弹簧测力计的操作方法可以是
① 拉着重物保持静止；② 匀速拉动重物；③ 随意拉动重物。
（1）该同学研究的问题是：
使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关
。（2）研究该问题时，弹簧测力计的操作方法可以是
①②
（填序号）。① 拉着重物保持静止；② 匀速拉动重物；③ 随意拉动重物。
答案
8.（1）使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关 （2）①②
解析
【分析】
首先观察三个实验，均使用定滑轮提升同一重物，仅改变拉力的方向，因此探究的是定滑轮拉力大小与方向的关系；测量拉力时需让物体处于平衡状态，才能准确得到拉力大小，平衡状态包括静止和匀速直线运动。
【解析】
（1）对比图(a)(b)(c)，使用的都是定滑轮，提升的重物A相同，仅拉力的方向不同，因此研究的问题是：使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关。
（2）研究该问题时，需要让重物处于平衡状态，此时弹簧测力计的拉力等于物重，才能准确测量拉力大小。平衡状态包括静止和匀速直线运动，因此操作方法可以是拉着重物保持静止或匀速拉动重物，故选①②。
【答案】
（1）使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关；（2）①②
【知识点】
定滑轮的特点；探究拉力与方向的关系
【点评】
本题通过定滑轮的实验探究，考查控制变量法和平衡状态的应用，属于基础实验题，需明确实验变量和平衡状态的要求。
【难度系数】
0.6
首先观察三个实验，均使用定滑轮提升同一重物，仅改变拉力的方向，因此探究的是定滑轮拉力大小与方向的关系；测量拉力时需让物体处于平衡状态，才能准确得到拉力大小，平衡状态包括静止和匀速直线运动。
【解析】
（1）对比图(a)(b)(c)，使用的都是定滑轮，提升的重物A相同，仅拉力的方向不同，因此研究的问题是：使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关。
（2）研究该问题时，需要让重物处于平衡状态，此时弹簧测力计的拉力等于物重，才能准确测量拉力大小。平衡状态包括静止和匀速直线运动，因此操作方法可以是拉着重物保持静止或匀速拉动重物，故选①②。
【答案】
（1）使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关；（2）①②
【知识点】
定滑轮的特点；探究拉力与方向的关系
【点评】
本题通过定滑轮的实验探究，考查控制变量法和平衡状态的应用，属于基础实验题，需明确实验变量和平衡状态的要求。
【难度系数】
0.6
9. 图9是同学们共同研究滑轮的特点所做的实验。
（1）他们研究定滑轮的特点时，做的实验如图9(a)所示，据此可知：使用定滑轮
（2）他们研究动滑轮的特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图9(b)所示，据此可知，使用动滑轮
（3）他们组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力，于是他们想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，他们进行的实验如图9(c)所示。实验中提升物体所做的有用功为
（1）他们研究定滑轮的特点时，做的实验如图9(a)所示，据此可知：使用定滑轮
能改变拉力的方向，但不能省力
。（2）他们研究动滑轮的特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图9(b)所示，据此可知，使用动滑轮
能省力，但不能改变拉力的方向
。（3）他们组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力，于是他们想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，他们进行的实验如图9(c)所示。实验中提升物体所做的有用功为
0.2
J，使用滑轮组时所用拉力做的功为0.24
J，实验结论：使用滑轮组不能省功
。答案
9.（1）能改变拉力的方向，但不能省力 （2）能省力，但不能改变拉力的方向 （3）0.2 0.24 使用滑轮组不能省功
解析
【分析】
要解决这道题，需分别分析三个实验的现象与数据：（1）定滑轮实验（图a），对比拉力的大小、方向与物重的关系；（2）动滑轮实验（图b），对比拉力与物重的大小、拉力方向；（3）滑轮组实验（图c），计算有用功和总功，通过两者大小判断是否省功。
【解析】
（1）图(a)中，物体重力$ G=1N $，无论拉力方向如何，弹簧测力计示数均为1N，说明拉力大小等于物重，且拉力方向可改变，因此使用定滑轮能改变拉力的方向，但不能省力。
（2）图(b)中，物体重力$ G=1N $，弹簧测力计示数为0.6N，拉力小于物重，且拉力方向与物体上升方向一致，未改变方向，因此使用动滑轮能省力，但不能改变拉力的方向。
（3）计算有用功：有用功是提升物体做的功，$ W_{有}=Gh $，其中$ G=2N $，物体上升高度$ h=10cm=0.1m $，则$ W_{有}=2N×0.1m=0.2J $；
计算总功：总功是拉力做的功，$ W_{总}=Fs $，弹簧测力计示数$ F=0.8N $，弹簧测力计移动距离$ s=30cm=0.3m $，则$ W_{总}=0.8N×0.3m=0.24J $；
比较$ W_{有} $和$ W_{总} $，$ W_{总}＞W_{有} $，因此实验结论为使用滑轮组不能省功。
【答案】
（1）能改变拉力的方向，但不能省力；（2）能省力，但不能改变拉力的方向；（3）0.2；0.24；使用滑轮组不能省功
【知识点】
定滑轮特点、动滑轮特点、滑轮组的功
【点评】
本题通过三个实验分别探究定滑轮、动滑轮的工作特点，以及滑轮组是否省功，考查对简单机械特点和功的计算的掌握，需准确读取实验数据，理解有用功与总功的概念，属于基础实验题。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需分别分析三个实验的现象与数据：（1）定滑轮实验（图a），对比拉力的大小、方向与物重的关系；（2）动滑轮实验（图b），对比拉力与物重的大小、拉力方向；（3）滑轮组实验（图c），计算有用功和总功，通过两者大小判断是否省功。
【解析】
（1）图(a)中，物体重力$ G=1N $，无论拉力方向如何，弹簧测力计示数均为1N，说明拉力大小等于物重，且拉力方向可改变，因此使用定滑轮能改变拉力的方向，但不能省力。
（2）图(b)中，物体重力$ G=1N $，弹簧测力计示数为0.6N，拉力小于物重，且拉力方向与物体上升方向一致，未改变方向，因此使用动滑轮能省力，但不能改变拉力的方向。
（3）计算有用功：有用功是提升物体做的功，$ W_{有}=Gh $，其中$ G=2N $，物体上升高度$ h=10cm=0.1m $，则$ W_{有}=2N×0.1m=0.2J $；
计算总功：总功是拉力做的功，$ W_{总}=Fs $，弹簧测力计示数$ F=0.8N $，弹簧测力计移动距离$ s=30cm=0.3m $，则$ W_{总}=0.8N×0.3m=0.24J $；
比较$ W_{有} $和$ W_{总} $，$ W_{总}＞W_{有} $，因此实验结论为使用滑轮组不能省功。
【答案】
（1）能改变拉力的方向，但不能省力；（2）能省力，但不能改变拉力的方向；（3）0.2；0.24；使用滑轮组不能省功
【知识点】
定滑轮特点、动滑轮特点、滑轮组的功
【点评】
本题通过三个实验分别探究定滑轮、动滑轮的工作特点，以及滑轮组是否省功，考查对简单机械特点和功的计算的掌握，需准确读取实验数据，理解有用功与总功的概念，属于基础实验题。
【难度系数】
0.5
