3. (★★★)用滑轮按图 9.2 - 8 甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动，拉力分别是 $ F_{1} $、$ F_{2} $、$ F_{3} $，则下列关系式正确的是 【 】


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

C

【解析】
设物体受到的滑动摩擦力为$ f $：
1. 甲图是定滑轮，定滑轮不省力，拉力等于摩擦力，即$ F_{1}=f $；
2. 乙图是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，此时动滑轮费力，拉力为摩擦力的2倍，即$ F_{2}=2f $；
3. 丙图是动滑轮，拉力作用在绳子自由端，此时动滑轮省力，拉力为摩擦力的$ \frac{1}{2} $，即$ F_{3}=\frac{1}{2}f $。
比较可得：$ F_{2}＞F_{1}＞F_{3} $。
【答案】
C
【知识点】
定滑轮的特点、动滑轮的特点
【点评】
本题需区分定滑轮和动滑轮的不同使用方式，明确拉力与摩擦力的关系，注意动滑轮在不同受力情况下的省力、费力情况。
【难度系数】
0.4

4. (★★★)如图 9.2 - 9 所示，小明在“探究动滑轮工作特点”的实验中，滑轮第一次受到 $ F_{1} $ 的作用，第二次受到竖直向上 $ F_{2} $ 的作用，物体都被匀速向上提起。已知物体的重力为 $ G_{\mathrm{物}} $，动滑轮的重力为 $ G_{\mathrm{动}} $，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是 【 】


A.$ F_{1} = \dfrac{1}{2}(G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}}) $
B.$ F_{2} = \dfrac{1}{2}G_{\mathrm{物}} $
C.$ F_{1} $ 的力臂为 $ OA $
D.$ F_{1} ＜ F_{2} $

D

【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：不计摩擦和绳重，当拉力$F_1$斜向上作用时，其力臂小于动滑轮的半径，根据杠杆平衡条件$F_1 × L_1=(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}}) × r$，由于$L_1 ＜ r$，则$F_1 ＞ \frac{1}{2}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$，故A错误。
2. 选项B：当拉力$F_2$竖直向上作用时，动滑轮实质是动力臂为2倍阻力臂的杠杆，根据杠杆平衡条件可得$F_2=\frac{1}{2}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$，故B错误。
3. 选项C：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，$F_1$的力臂是从O点到$F_1$作用线的垂线段，并非OA，故C错误。
4. 选项D：由上述分析可知$F_2=\frac{1}{2}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$，而$F_1 ＞ \frac{1}{2}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$不成立，实际斜拉时力臂减小，拉力增大，此处修正为：斜拉时$F_1$的力臂小于$F_2$的力臂，根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂不变时，动力臂越小，动力越大，故$F_1 ＞ F_2$？与参考答案矛盾，重新梳理：
实际正确分析：当$F_2$竖直拉时，$F_2=\frac{1}{2}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$；$F_1$斜拉时，力臂小于竖直拉时的力臂，根据杠杆平衡条件，$F_1=\frac{(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}}) × r}{L_1}$，$L_1 ＜ 2r$（竖直拉力臂为$2r$），故$F_1 ＞ \frac{1}{2}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})=F_2$，即$F_1 ＞ F_2$，但参考答案为D，说明理解有误，按要求返回'1'。
1

5. (★★)分别使用图 9.2 - 10 中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是 【 】

A

【解析】
不计滑轮重、绳重和摩擦，设物重为G：
图A：动滑轮上有3段绳子，拉力$ F_1=\frac{1}{3}G $；
图B：动滑轮上有2段绳子，拉力$ F_2=\frac{1}{2}G $；
图C：定滑轮不省力，拉力$ F_3=G $；
图D：拉力作用在动滑轮轴上，拉力$ F_4=2G $。
比较可知，$ F_1 $最小，最省力的是A装置。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组省力特点、定滑轮特点、动滑轮特点
【点评】
本题考查不同滑轮装置的省力情况，需明确动滑轮上绳子段数对拉力的影响，注意特殊动滑轮（拉力作用在轴上）的费力情况。
【难度系数】
0.6

6. (★★★)家用的手摇晾衣架如图 9.2 - 11 所示，它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设衣服和晾衣架的总重为 $ 100\ \mathrm{N} $，不计动滑轮重、绳重及摩擦，下列说法正确的是 【 】


A.静止时，绳子自由端的拉力是 $ 50\ \mathrm{N} $
B.绕在动滑轮上的绳子段数是 $ 5 $ 段
C.如果晾衣架上升 $ 1\ \mathrm{m} $，则绳子自由端移动 $ 4\ \mathrm{m} $
D.此滑轮组能省力，但不能改变力的方向

C

【解析】
由图可知，绕在动滑轮上的绳子段数$n=4$。
不计动滑轮重、绳重及摩擦：
静止时，绳子自由端的拉力 $ F=\frac{G_{\mathrm{总}}}{n}=\frac{100\ \mathrm{N}}{4}=25\ \mathrm{N} $，故A错误；
绕在动滑轮上的绳子段数是4段，故B错误；
晾衣架上升 $ h=1\ \mathrm{m} $，绳子自由端移动距离 $ s=nh=4×1\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m} $，故C正确；
该滑轮组中包含定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组的工作特点；滑轮组的省力计算；滑轮组的距离计算
【点评】
本题需准确判断滑轮组承担物重的绳子段数，熟练运用滑轮组的拉力和移动距离的计算公式，同时明确定滑轮可改变力的方向的特点。
【难度系数】
0.5

7. (★★★)如图 9.2 - 12 甲所示，高速铁路的输电线，无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触。图 9.2 - 12 乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂 $ 30 $ 个相同的坠砣，每个坠砣配重为 $ 150\ \mathrm{N} $，若某段时间内坠砣串下降了 $ 20\ \mathrm{cm} $，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是 【 】


A.滑轮 $ A $ 为动滑轮，滑轮 $ B $ 为定滑轮
B.钢绳上的拉力为 $ 150\ \mathrm{N} $
C.输电线 $ P $ 端受到的拉力大小为 $ 9 × 10^{3}\ \mathrm{N} $
D.输电线 $ P $ 端向左移动了 $ 40\ \mathrm{cm} $

C

【解析】
1. 滑轮类型判断：滑轮A的轴固定不动，为定滑轮；滑轮B的轴随输电线移动，为动滑轮，故A选项错误。
2. 钢绳拉力计算：不计滑轮和钢绳自重及摩擦，钢绳拉力等于坠砣总重力，即$F = G_{\mathrm{总}} = 30×150\ \mathrm{N} = 4500\ \mathrm{N}$，故B选项错误。
3. 输电线P端拉力计算：由图可知，动滑轮B上有2段钢绳，根据滑轮组的力的关系，输电线P端受到的拉力$F_{P} = 2F = 2×4500\ \mathrm{N} = 9×10^{3}\ \mathrm{N}$，故C选项正确。
4. 移动距离分析：坠砣下降距离$h = 20\ \mathrm{cm}$，根据滑轮组的距离关系，输电线P端向左移动的距离$s = \frac{1}{2}h = \frac{1}{2}×20\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm}$，故D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组的特点，定动滑轮判断
【点评】
本题结合高铁输电线的实际场景，考查滑轮组的力与距离的关系，需准确判断滑轮类型，将物理知识应用于实际问题分析。
【难度系数】
0.6