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17 (提素养) 如图所示，密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的$\frac{1}{3}$，当B端挂5 N的重物P时，直尺的A端刚刚翘起，则此直尺受到的重力为（
A.10 N
B.5 N
C.2.5 N
D.20 N
A
）A.10 N
B.5 N
C.2.5 N
D.20 N
答案
A
解析
【分析】
要解决这个问题，需运用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂）。首先确定杠杆支点为O点，直尺重力为阻力、B端重物拉力为动力；利用均匀物体重心在几何中心的特点确定阻力臂，再结合已知条件代入平衡公式计算直尺重力。
【解析】
设直尺AB全长为$ L $，则$ OB=\frac{1}{3}L $，$ OA=L-OB=\frac{2}{3}L $。
因直尺密度均匀，其重心在AB中点，重心到A端距离为$ \frac{L}{2} $，故重心到支点O的距离（阻力臂）为：
$ \frac{2}{3}L - \frac{L}{2} = \frac{L}{6} $。
B端重物的拉力为动力，动力臂为$ OB=\frac{1}{3}L $，动力大小为$ 5N $。
根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，代入得：
$ 5N × \frac{1}{3}L = G × \frac{1}{6}L $，
约去$ L $后解得：$ G=10N $。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的基础应用，核心是准确确定支点、动力臂与阻力臂，利用均匀物体重心位置简化计算，属于初中物理杠杆部分的常规题型，需学生掌握公式并能正确分析力臂。
【难度系数】
0.3
要解决这个问题，需运用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂）。首先确定杠杆支点为O点，直尺重力为阻力、B端重物拉力为动力；利用均匀物体重心在几何中心的特点确定阻力臂，再结合已知条件代入平衡公式计算直尺重力。
【解析】
设直尺AB全长为$ L $，则$ OB=\frac{1}{3}L $，$ OA=L-OB=\frac{2}{3}L $。
因直尺密度均匀，其重心在AB中点，重心到A端距离为$ \frac{L}{2} $，故重心到支点O的距离（阻力臂）为：
$ \frac{2}{3}L - \frac{L}{2} = \frac{L}{6} $。
B端重物的拉力为动力，动力臂为$ OB=\frac{1}{3}L $，动力大小为$ 5N $。
根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，代入得：
$ 5N × \frac{1}{3}L = G × \frac{1}{6}L $，
约去$ L $后解得：$ G=10N $。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的基础应用，核心是准确确定支点、动力臂与阻力臂，利用均匀物体重心位置简化计算，属于初中物理杠杆部分的常规题型，需学生掌握公式并能正确分析力臂。
【难度系数】
0.3
18（2024南通期末）在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中：
（1）在研究定滑轮特点时，按图甲操作，据此可说明：使用定滑轮可以改变
（2）在研究动滑轮特点时，按图乙操作，发现测力计示数F大于物重G的一半，其原因可能是
（1）在研究定滑轮特点时，按图甲操作，据此可说明：使用定滑轮可以改变
施力的方向
，但不可以省力
。（2）在研究动滑轮特点时，按图乙操作，发现测力计示数F大于物重G的一半，其原因可能是
动滑轮有重力
；如果不更换动滑轮，为了使拉力F接近物重的一半，请你提出一条合理的建议：增加物重
。答案
(1) 施力的方向 省力
(2) 动滑轮有重力 增加物重
(2) 动滑轮有重力 增加物重
解析
【分析】
首先分析定滑轮（图甲）：定滑轮的实质是等臂杠杆，从图中可知，无论拉力方向如何，拉力大小都等于物重，说明定滑轮能改变力的方向，但不能省力。再分析动滑轮（图乙）：动滑轮正常使用时拉力应为物重的一半，实际拉力偏大，是因为动滑轮自身有重力，还受绳重、摩擦影响；要让拉力接近物重的一半，可通过增加物重减小动滑轮自重等因素的影响。
【解析】
（1）图甲中，物重G=1N，拉力F₁、F₂、F₃均为1N，说明使用定滑轮时，力的大小不变，但拉力方向改变，因此定滑轮可以改变力的方向，但不可以省力。
（2）图乙中，动滑轮正常拉力应为F=G/2=0.5N，实际F=0.6N偏大，原因是动滑轮有重力，同时存在绳重和摩擦的影响；若不更换动滑轮，增加物重可使动滑轮自重、绳重和摩擦对总拉力的影响相对减小，让拉力接近物重的一半。
【答案】
(1) 力的方向；省力
(2) 动滑轮有重力；增加物重
【知识点】
定滑轮特点；动滑轮特点
【点评】
本题考查定滑轮和动滑轮的基本特点，需结合杠杆原理理解定滑轮的等臂性和动滑轮的省力性，同时注意实际使用动滑轮时的额外影响因素，属于基础实验题。
【难度系数】
0.6
首先分析定滑轮（图甲）：定滑轮的实质是等臂杠杆，从图中可知，无论拉力方向如何，拉力大小都等于物重，说明定滑轮能改变力的方向，但不能省力。再分析动滑轮（图乙）：动滑轮正常使用时拉力应为物重的一半，实际拉力偏大，是因为动滑轮自身有重力，还受绳重、摩擦影响；要让拉力接近物重的一半，可通过增加物重减小动滑轮自重等因素的影响。
【解析】
（1）图甲中，物重G=1N，拉力F₁、F₂、F₃均为1N，说明使用定滑轮时，力的大小不变，但拉力方向改变，因此定滑轮可以改变力的方向，但不可以省力。
（2）图乙中，动滑轮正常拉力应为F=G/2=0.5N，实际F=0.6N偏大，原因是动滑轮有重力，同时存在绳重和摩擦的影响；若不更换动滑轮，增加物重可使动滑轮自重、绳重和摩擦对总拉力的影响相对减小，让拉力接近物重的一半。
【答案】
(1) 力的方向；省力
(2) 动滑轮有重力；增加物重
【知识点】
定滑轮特点；动滑轮特点
【点评】
本题考查定滑轮和动滑轮的基本特点，需结合杠杆原理理解定滑轮的等臂性和动滑轮的省力性，同时注意实际使用动滑轮时的额外影响因素，属于基础实验题。
【难度系数】
0.6
19 用如图所示滑轮组匀速提升重为 380 N 的物体，物体上升的速度为 0.5 m/s，人对绳的拉力为 140 N，不计绳重和摩擦，g 取 10 N/kg.求：
（1）匀速拉动 2 s，绳子自由端移动的距离；
（2）动滑轮重力；
（3）若人的质量为 60 kg，绳子能承受的最大拉力为 700 N，该人用此滑轮组能提升物体的最大重力.
（1）匀速拉动 2 s，绳子自由端移动的距离；
（2）动滑轮重力；
（3）若人的质量为 60 kg，绳子能承受的最大拉力为 700 N，该人用此滑轮组能提升物体的最大重力.
答案
(1) 物体上升的高度 $h=vt=0.5\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=1\ \mathrm{m}$，
由图知，承担物重的绳子股数 $n=3$，
绳子自由端移动的距离 $s=nh=3×1\ \mathrm{m}=3\ \mathrm{m}$.
(2) 不计绳重和摩擦，拉力 $F=\frac{1}{n}(G+G_{\mathrm{动}})$，则动滑轮重力
$G_{\mathrm{动}}=nF-G=3×140\ \mathrm{N}-380\ \mathrm{N}=40\ \mathrm{N}$.
(3) 人的重力
$G_{\mathrm{人}}=m_{\mathrm{人}}g=60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=600\ \mathrm{N}$，
绳子能承受的最大拉力为 700 N，
所以人能施加的最大拉力 $F_{\mathrm{最大}}=G_{\mathrm{人}}=600\ \mathrm{N}$，否则人会被绳子拉起来；
不计绳重和摩擦，最大拉力 $F_{\mathrm{最大}}=\frac{1}{n}(G_{\mathrm{最大}}+G_{\mathrm{动}})$，
则提升物体的最大重力
$G_{\mathrm{最大}}=nF_{\mathrm{最大}}-G_{\mathrm{动}}=3×600\ \mathrm{N}-40\ \mathrm{N}=1760\ \mathrm{N}.$
由图知，承担物重的绳子股数 $n=3$，
绳子自由端移动的距离 $s=nh=3×1\ \mathrm{m}=3\ \mathrm{m}$.
(2) 不计绳重和摩擦，拉力 $F=\frac{1}{n}(G+G_{\mathrm{动}})$，则动滑轮重力
$G_{\mathrm{动}}=nF-G=3×140\ \mathrm{N}-380\ \mathrm{N}=40\ \mathrm{N}$.
(3) 人的重力
$G_{\mathrm{人}}=m_{\mathrm{人}}g=60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=600\ \mathrm{N}$，
绳子能承受的最大拉力为 700 N，
所以人能施加的最大拉力 $F_{\mathrm{最大}}=G_{\mathrm{人}}=600\ \mathrm{N}$，否则人会被绳子拉起来；
不计绳重和摩擦，最大拉力 $F_{\mathrm{最大}}=\frac{1}{n}(G_{\mathrm{最大}}+G_{\mathrm{动}})$，
则提升物体的最大重力
$G_{\mathrm{最大}}=nF_{\mathrm{最大}}-G_{\mathrm{动}}=3×600\ \mathrm{N}-40\ \mathrm{N}=1760\ \mathrm{N}.$
解析
【分析】
要解决这道滑轮组问题，首先确定承担物重的绳子段数n=3（观察滑轮组，动滑轮上有3段绳子承担物重）。第（1）问先计算物体上升的高度，再利用s=nh求绳子自由端移动的距离；第（2）问利用不计绳重和摩擦时的拉力公式F=(G+G动)/n，变形求出动滑轮重力；第（3）问需注意人站在地面上，能施加的最大拉力等于自身重力（该值小于绳子最大拉力，因此取人的重力作为最大拉力），再代入公式求最大物重。
【解析】
（1）物体上升的高度：$h = vt = 0.5\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=1\ \mathrm{m}$，由图知承担物重的绳子股数$n=3$，则绳子自由端移动的距离：$s=nh=3×1\ \mathrm{m}=3\ \mathrm{m}$。
（2）不计绳重和摩擦，拉力$F=\frac{1}{n}(G+G_{\mathrm{动}})$，变形得动滑轮重力：$G_{\mathrm{动}}=nF-G=3×140\ \mathrm{N}-380\ \mathrm{N}=40\ \mathrm{N}$。
（3）人的重力：$G_{\mathrm{人}}=m_{\mathrm{人}}g=60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=600\ \mathrm{N}$，绳子最大拉力为700 N，人能施加的最大拉力不能超过自身重力（否则人会被绳子拉起），故最大拉力$F_{\mathrm{最大}}=G_{\mathrm{人}}=600\ \mathrm{N}$；不计绳重和摩擦，由$F_{\mathrm{最大}}=\frac{1}{n}(G_{\mathrm{最大}}+G_{\mathrm{动}})$，得提升物体的最大重力：$G_{\mathrm{最大}}=nF_{\mathrm{最大}}-G_{\mathrm{动}}=3×600\ \mathrm{N}-40\ \mathrm{N}=1760\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 3 m；(2) 40 N；(3) 1760 N
【知识点】
滑轮组计算、拉力与物重关系
【点评】
本题考查滑轮组的基础应用，核心是确定承担物重的绳子段数，第三问需注意人施加拉力的限制条件，是易忽略的细节，整体难度适中，属于常规计算题。
【难度系数】
0.5
要解决这道滑轮组问题，首先确定承担物重的绳子段数n=3（观察滑轮组，动滑轮上有3段绳子承担物重）。第（1）问先计算物体上升的高度，再利用s=nh求绳子自由端移动的距离；第（2）问利用不计绳重和摩擦时的拉力公式F=(G+G动)/n，变形求出动滑轮重力；第（3）问需注意人站在地面上，能施加的最大拉力等于自身重力（该值小于绳子最大拉力，因此取人的重力作为最大拉力），再代入公式求最大物重。
【解析】
（1）物体上升的高度：$h = vt = 0.5\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=1\ \mathrm{m}$，由图知承担物重的绳子股数$n=3$，则绳子自由端移动的距离：$s=nh=3×1\ \mathrm{m}=3\ \mathrm{m}$。
（2）不计绳重和摩擦，拉力$F=\frac{1}{n}(G+G_{\mathrm{动}})$，变形得动滑轮重力：$G_{\mathrm{动}}=nF-G=3×140\ \mathrm{N}-380\ \mathrm{N}=40\ \mathrm{N}$。
（3）人的重力：$G_{\mathrm{人}}=m_{\mathrm{人}}g=60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=600\ \mathrm{N}$，绳子最大拉力为700 N，人能施加的最大拉力不能超过自身重力（否则人会被绳子拉起），故最大拉力$F_{\mathrm{最大}}=G_{\mathrm{人}}=600\ \mathrm{N}$；不计绳重和摩擦，由$F_{\mathrm{最大}}=\frac{1}{n}(G_{\mathrm{最大}}+G_{\mathrm{动}})$，得提升物体的最大重力：$G_{\mathrm{最大}}=nF_{\mathrm{最大}}-G_{\mathrm{动}}=3×600\ \mathrm{N}-40\ \mathrm{N}=1760\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 3 m；(2) 40 N；(3) 1760 N
【知识点】
滑轮组计算、拉力与物重关系
【点评】
本题考查滑轮组的基础应用，核心是确定承担物重的绳子段数，第三问需注意人施加拉力的限制条件，是易忽略的细节，整体难度适中，属于常规计算题。
【难度系数】
0.5
