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1. A图中的杠杆和物体处于静止状态,B、
C、D图中的物体被匀速吊起,所有物体均
重为G,不计动滑轮自重、绳重和一切摩
擦,则其中所用拉力F最小的是()
A.
B.
C.
D.
C、D图中的物体被匀速吊起,所有物体均
重为G,不计动滑轮自重、绳重和一切摩
擦,则其中所用拉力F最小的是()
A.
B.
C.
D.
答案
D
解析
【分析】
要找出所用拉力F最小的选项，需分别根据杠杆平衡条件、定滑轮和滑轮组的省力特点计算每个图中的拉力大小，再进行比较。
1. 对于杠杆（A图）：先确定动力臂、阻力臂，利用杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $计算拉力F；
2. 对于定滑轮（B图）：定滑轮不省力，拉力等于物重；
3. 对于滑轮组（C、D图）：先确定承担物重的绳子段数n，再根据不计动滑轮自重、绳重和摩擦时，拉力$ F=\frac{G}{n} $计算拉力，最后比较四个拉力的大小。
【解析】
设杠杆每格长度为L：
A图（杠杆）：根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，动力臂$ L_F = L $，阻力臂$ L_G = 2L $，阻力为G，可得$ F × L = G × 2L $，解得$ F=2G $；
B图（定滑轮）：定滑轮不省力，只能改变力的方向，因此$ F=G $；
C图（滑轮组）：承担物重的绳子段数$ n=2 $，不计动滑轮自重、绳重和摩擦，拉力$ F=\frac{G}{2} $；
D图（滑轮组）：承担物重的绳子段数$ n=3 $，不计动滑轮自重、绳重和摩擦，拉力$ F=\frac{G}{3} $。
比较拉力大小：$ 2G ＞ G ＞ \frac{G}{2} ＞ \frac{G}{3} $，因此D图的拉力最小。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件、定滑轮特点、滑轮组省力计算
【点评】
本题综合考查杠杆、定滑轮、滑轮组的省力情况，关键是准确判断杠杆的力臂和滑轮组的绳子段数，熟练掌握相关力学规律是解题的基础。
【难度系数】
0.6
要找出所用拉力F最小的选项，需分别根据杠杆平衡条件、定滑轮和滑轮组的省力特点计算每个图中的拉力大小，再进行比较。
1. 对于杠杆（A图）：先确定动力臂、阻力臂，利用杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $计算拉力F；
2. 对于定滑轮（B图）：定滑轮不省力，拉力等于物重；
3. 对于滑轮组（C、D图）：先确定承担物重的绳子段数n，再根据不计动滑轮自重、绳重和摩擦时，拉力$ F=\frac{G}{n} $计算拉力，最后比较四个拉力的大小。
【解析】
设杠杆每格长度为L：
A图（杠杆）：根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，动力臂$ L_F = L $，阻力臂$ L_G = 2L $，阻力为G，可得$ F × L = G × 2L $，解得$ F=2G $；
B图（定滑轮）：定滑轮不省力，只能改变力的方向，因此$ F=G $；
C图（滑轮组）：承担物重的绳子段数$ n=2 $，不计动滑轮自重、绳重和摩擦，拉力$ F=\frac{G}{2} $；
D图（滑轮组）：承担物重的绳子段数$ n=3 $，不计动滑轮自重、绳重和摩擦，拉力$ F=\frac{G}{3} $。
比较拉力大小：$ 2G ＞ G ＞ \frac{G}{2} ＞ \frac{G}{3} $，因此D图的拉力最小。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件、定滑轮特点、滑轮组省力计算
【点评】
本题综合考查杠杆、定滑轮、滑轮组的省力情况，关键是准确判断杠杆的力臂和滑轮组的绳子段数，熟练掌握相关力学规律是解题的基础。
【难度系数】
0.6
2. 如图所示,水平桌面上放着一个重为
300 N 的物体,物体与桌面的摩擦力为
60 N。若不考虑绳重和绳的摩擦,使物体
以0.1 m/s的速度匀速移动时,水平拉力
F 和其绳端移动速度的大小分别
为()
A. 300 N,0.1 m/s
B. 150 N,0.1 m/s
C. 60 N,0.2 m/s
D. 30 N,0.2 m/s
300 N 的物体,物体与桌面的摩擦力为
60 N。若不考虑绳重和绳的摩擦,使物体
以0.1 m/s的速度匀速移动时,水平拉力
F 和其绳端移动速度的大小分别
为()
A. 300 N,0.1 m/s
B. 150 N,0.1 m/s
C. 60 N,0.2 m/s
D. 30 N,0.2 m/s
答案
D
解析
【分析】
首先观察滑轮组的结构，这是水平放置的滑轮组，此时拉力需要克服的是物体与桌面的摩擦力，而非物体的重力。先确定承担摩擦力的绳子段数$n$：动滑轮上有2段绳子，所以$n=2$。根据水平滑轮组的特点，拉力$F$等于摩擦力的$\frac{1}{n}$，绳端移动的速度是物体移动速度的$n$倍。接下来分别计算拉力$F$和绳端速度，再对应选项即可。
【解析】
由图可知，动滑轮上承担摩擦力的绳子段数$ n=2 $。
因为物体匀速移动，处于平衡状态，不考虑绳重和绳的摩擦，水平拉力：
$ F=\frac{1}{n}f=\frac{1}{2}×60N=30N $；
绳端移动的速度：
$ v_{绳}=n v_{物}=2×0.1m/s=0.2m/s $。
【答案】
D
【知识点】
水平滑轮组的计算、滑轮组速度规律
【点评】
本题关键是区分水平滑轮组与竖直滑轮组的受力差异，竖直滑轮组拉力克服的是物体重力，水平滑轮组拉力克服的是摩擦力，同时要准确判断承担阻力的绳子段数，避免因混淆受力对象或数错绳子段数而出错。
【难度系数】
0.7
首先观察滑轮组的结构，这是水平放置的滑轮组，此时拉力需要克服的是物体与桌面的摩擦力，而非物体的重力。先确定承担摩擦力的绳子段数$n$：动滑轮上有2段绳子，所以$n=2$。根据水平滑轮组的特点，拉力$F$等于摩擦力的$\frac{1}{n}$，绳端移动的速度是物体移动速度的$n$倍。接下来分别计算拉力$F$和绳端速度，再对应选项即可。
【解析】
由图可知，动滑轮上承担摩擦力的绳子段数$ n=2 $。
因为物体匀速移动，处于平衡状态，不考虑绳重和绳的摩擦，水平拉力：
$ F=\frac{1}{n}f=\frac{1}{2}×60N=30N $；
绳端移动的速度：
$ v_{绳}=n v_{物}=2×0.1m/s=0.2m/s $。
【答案】
D
【知识点】
水平滑轮组的计算、滑轮组速度规律
【点评】
本题关键是区分水平滑轮组与竖直滑轮组的受力差异，竖直滑轮组拉力克服的是物体重力，水平滑轮组拉力克服的是摩擦力，同时要准确判断承担阻力的绳子段数，避免因混淆受力对象或数错绳子段数而出错。
【难度系数】
0.7
3. 家用的手摇晾衣架如图所示,它实际是
由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设
衣服和晾衣架的总重为100 N,不计动滑
轮重、绳重及摩擦,下列说法正确的
是()
A. 静止时,绳子自由端的拉力是50 N
B. 绕在动滑轮上的绳子段数是5
C. 如果晾衣架上升1 m,则绳子自由端移
动4 m
D. 此滑轮组能省力,但不能改变力的方向
由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设
衣服和晾衣架的总重为100 N,不计动滑
轮重、绳重及摩擦,下列说法正确的
是()
A. 静止时,绳子自由端的拉力是50 N
B. 绕在动滑轮上的绳子段数是5
C. 如果晾衣架上升1 m,则绳子自由端移
动4 m
D. 此滑轮组能省力,但不能改变力的方向
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题，首先需要明确滑轮组中承担物重的绳子段数n，再结合滑轮组的省力公式$F=\frac{G}{n}$、绳子自由端移动距离$s=nh$，以及定滑轮、动滑轮的特点来逐一分析选项：
1. 先数承担物重的绳子段数：观察图中滑轮组，绕在动滑轮上的绳子段数$n=4$；
2. 利用公式分析拉力和移动距离：不计动滑轮重、绳重及摩擦，拉力$F=\frac{G}{n}$；绳子自由端移动距离$s=nh$；
3. 结合定滑轮特点判断力的方向：定滑轮可以改变力的方向，该滑轮组包含定滑轮，所以能改变力的方向。
【解析】
逐一分析选项：
选项A：已知衣服和晾衣架总重$G=100N$，承担物重的绳子段数$n=4$，不计动滑轮重、绳重及摩擦，根据$F=\frac{G}{n}$，可得拉力$F=\frac{100N}{4}=25N$，并非50N，A错误；
选项B：由图可知，绕在动滑轮上的绳子段数是4，不是5，B错误；
选项C：晾衣架上升高度$h=1m$，根据$s=nh$，绳子自由端移动距离$s=4×1m=4m$，C正确；
选项D：该滑轮组中的定滑轮可以改变力的方向，所以此滑轮组既能省力，又能改变力的方向，D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组的特点；滑轮组的计算
【点评】
本题考查滑轮组的工作特点，关键是准确判断承担物重的绳子段数，熟练运用滑轮组的省力公式和距离关系公式，同时注意定滑轮可以改变力的方向这一特点。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，首先需要明确滑轮组中承担物重的绳子段数n，再结合滑轮组的省力公式$F=\frac{G}{n}$、绳子自由端移动距离$s=nh$，以及定滑轮、动滑轮的特点来逐一分析选项：
1. 先数承担物重的绳子段数：观察图中滑轮组，绕在动滑轮上的绳子段数$n=4$；
2. 利用公式分析拉力和移动距离：不计动滑轮重、绳重及摩擦，拉力$F=\frac{G}{n}$；绳子自由端移动距离$s=nh$；
3. 结合定滑轮特点判断力的方向：定滑轮可以改变力的方向，该滑轮组包含定滑轮，所以能改变力的方向。
【解析】
逐一分析选项：
选项A：已知衣服和晾衣架总重$G=100N$，承担物重的绳子段数$n=4$，不计动滑轮重、绳重及摩擦，根据$F=\frac{G}{n}$，可得拉力$F=\frac{100N}{4}=25N$，并非50N，A错误；
选项B：由图可知，绕在动滑轮上的绳子段数是4，不是5，B错误；
选项C：晾衣架上升高度$h=1m$，根据$s=nh$，绳子自由端移动距离$s=4×1m=4m$，C正确；
选项D：该滑轮组中的定滑轮可以改变力的方向，所以此滑轮组既能省力，又能改变力的方向，D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组的特点；滑轮组的计算
【点评】
本题考查滑轮组的工作特点，关键是准确判断承担物重的绳子段数，熟练运用滑轮组的省力公式和距离关系公式，同时注意定滑轮可以改变力的方向这一特点。
【难度系数】
0.6
4. 如图所示,物体A重100 N,物体B重
20 N,动滑轮重10 N,此时物体B匀速下
降,若不计绳重和摩擦,则物体A与水平
面的摩擦力为()
A. 15 N
B. 20 N
C. 30 N
D. 100 N
20 N,动滑轮重10 N,此时物体B匀速下
降,若不计绳重和摩擦,则物体A与水平
面的摩擦力为()
A. 15 N
B. 20 N
C. 30 N
D. 100 N
答案
A
解析
【分析】
首先，物体B和动滑轮匀速下降，处于平衡状态，对动滑轮与物体B的整体受力分析：不计绳重和摩擦，向上的是两段绳子的拉力，向下的是物体B的重力与动滑轮的重力，根据平衡条件可算出单段绳子的拉力；其次，物体A匀速运动，水平方向上受到绳子的拉力和水平面的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，由此可求出物体A与水平面的摩擦力。
【解析】
1. 对动滑轮和物体B的整体受力分析，由于匀速下降，受力平衡，不计绳重和摩擦，可得：
$2F = G_B + G_{\mathrm{动}}$
代入数据：$2F = 20\,\mathrm{N} + 10\,\mathrm{N} = 30\,\mathrm{N}$
解得单段绳子的拉力：$F = 15\,\mathrm{N}$
2. 物体A匀速运动，水平方向上受到绳子的拉力$F$和水平面的摩擦力$f$，二力平衡，因此：
$f = F = 15\,\mathrm{N}$
综上，物体A与水平面的摩擦力为15N，故选A。
【答案】
A
【知识点】
动滑轮受力分析、二力平衡
【点评】
本题考查动滑轮特点与二力平衡的综合应用，解题关键是正确分析动滑轮的受力情况，明确匀速运动时物体的受力平衡关系，合理运用整体法简化受力分析过程。
【难度系数】
0.6
首先，物体B和动滑轮匀速下降，处于平衡状态，对动滑轮与物体B的整体受力分析：不计绳重和摩擦，向上的是两段绳子的拉力，向下的是物体B的重力与动滑轮的重力，根据平衡条件可算出单段绳子的拉力；其次，物体A匀速运动，水平方向上受到绳子的拉力和水平面的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，由此可求出物体A与水平面的摩擦力。
【解析】
1. 对动滑轮和物体B的整体受力分析，由于匀速下降，受力平衡，不计绳重和摩擦，可得：
$2F = G_B + G_{\mathrm{动}}$
代入数据：$2F = 20\,\mathrm{N} + 10\,\mathrm{N} = 30\,\mathrm{N}$
解得单段绳子的拉力：$F = 15\,\mathrm{N}$
2. 物体A匀速运动，水平方向上受到绳子的拉力$F$和水平面的摩擦力$f$，二力平衡，因此：
$f = F = 15\,\mathrm{N}$
综上，物体A与水平面的摩擦力为15N，故选A。
【答案】
A
【知识点】
动滑轮受力分析、二力平衡
【点评】
本题考查动滑轮特点与二力平衡的综合应用，解题关键是正确分析动滑轮的受力情况，明确匀速运动时物体的受力平衡关系，合理运用整体法简化受力分析过程。
【难度系数】
0.6
5. 如图所示的滑轮组,物体重为120 N,每
个滑轮重为30 N,若不计绳重和摩擦,则
匀速提起物体所用的拉力为N;
若要使物体上升2 m,应将绳子的自由端
拉动m。若绳子所能承受的最大
拉力为150 N,则该滑轮组能提升的最大
物重为N。
个滑轮重为30 N,若不计绳重和摩擦,则
匀速提起物体所用的拉力为N;
若要使物体上升2 m,应将绳子的自由端
拉动m。若绳子所能承受的最大
拉力为150 N,则该滑轮组能提升的最大
物重为N。
答案
50
6
420
6
420
解析
【分析】
首先观察滑轮组，确定承担物重的绳子段数$ n=3 $。对于第一空，不计绳重和摩擦时，拉力$ F $等于物重与动滑轮总重的$ n $分之一；第二空，绳子自由端移动的距离$ s $与物体上升高度$ h $的关系为$ s=nh $；第三空，已知最大拉力，根据拉力公式变形，可求出能提升的最大物重，即最大物重等于$ n $倍最大拉力减去动滑轮重。
【解析】
1. 计算匀速提起物体的拉力：
由图可知，承担物重的绳子段数$ n=3 $，不计绳重和摩擦，根据滑轮组拉力公式$ F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} $，代入$ G_{物}=120\,\mathrm{N} $，$ G_{动}=30\,\mathrm{N} $，得：
$ F=\frac{120\,\mathrm{N}+30\,\mathrm{N}}{3}=50\,\mathrm{N} $。
2. 计算绳子自由端移动的距离：
根据$ s=nh $，$ h=2\,\mathrm{m} $，则：
$ s=3×2\,\mathrm{m}=6\,\mathrm{m} $。
3. 计算能提升的最大物重：
已知最大拉力$ F_{最大}=150\,\mathrm{N} $，由$ F_{最大}=\frac{G_{最大}+G_{动}}{n} $变形得$ G_{最大}=nF_{最大}-G_{动} $，代入数据：
$ G_{最大}=3×150\,\mathrm{N}-30\,\mathrm{N}=420\,\mathrm{N} $。
【答案】
50；6；420
【知识点】
滑轮组拉力计算；滑轮组距离计算；滑轮组最大物重计算
【点评】
本题考查滑轮组的核心计算，关键是准确判断承担物重的绳子段数，牢记不计绳重和摩擦时的滑轮组公式，明确动滑轮重力对拉力的影响，属于基础题型，需熟练掌握公式的灵活运用。
【难度系数】
0.7
首先观察滑轮组，确定承担物重的绳子段数$ n=3 $。对于第一空，不计绳重和摩擦时，拉力$ F $等于物重与动滑轮总重的$ n $分之一；第二空，绳子自由端移动的距离$ s $与物体上升高度$ h $的关系为$ s=nh $；第三空，已知最大拉力，根据拉力公式变形，可求出能提升的最大物重，即最大物重等于$ n $倍最大拉力减去动滑轮重。
【解析】
1. 计算匀速提起物体的拉力：
由图可知，承担物重的绳子段数$ n=3 $，不计绳重和摩擦，根据滑轮组拉力公式$ F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} $，代入$ G_{物}=120\,\mathrm{N} $，$ G_{动}=30\,\mathrm{N} $，得：
$ F=\frac{120\,\mathrm{N}+30\,\mathrm{N}}{3}=50\,\mathrm{N} $。
2. 计算绳子自由端移动的距离：
根据$ s=nh $，$ h=2\,\mathrm{m} $，则：
$ s=3×2\,\mathrm{m}=6\,\mathrm{m} $。
3. 计算能提升的最大物重：
已知最大拉力$ F_{最大}=150\,\mathrm{N} $，由$ F_{最大}=\frac{G_{最大}+G_{动}}{n} $变形得$ G_{最大}=nF_{最大}-G_{动} $，代入数据：
$ G_{最大}=3×150\,\mathrm{N}-30\,\mathrm{N}=420\,\mathrm{N} $。
【答案】
50；6；420
【知识点】
滑轮组拉力计算；滑轮组距离计算；滑轮组最大物重计算
【点评】
本题考查滑轮组的核心计算，关键是准确判断承担物重的绳子段数，牢记不计绳重和摩擦时的滑轮组公式，明确动滑轮重力对拉力的影响，属于基础题型，需熟练掌握公式的灵活运用。
【难度系数】
0.7
6. 如图所示,物体重$G=500$ N,每个滑轮
重10 N,当物体匀速上升时,挂钩B承受
的拉力为N,挂钩A承受的拉力
为N,拉力F为N。
重10 N,当物体匀速上升时,挂钩B承受
的拉力为N,挂钩A承受的拉力
为N,拉力F为N。
答案
500
350
170
解析
【分析】
要解决这道题，我们可以分三步依次分析挂钩B、拉力F、挂钩A的受力情况：
1. 分析挂钩B：物体匀速上升，处于平衡状态，挂钩B对物体的拉力与物体重力是一对平衡力，同时物体对挂钩B的拉力与挂钩B对物体的拉力是相互作用力，大小相等，由此可确定挂钩B的拉力。
2. 分析拉力F：动滑轮和物体的总重由3段绳子承担，根据滑轮组拉力公式$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$（n为承担总重的绳子段数），计算拉力F。
3. 分析挂钩A：定滑轮处于静止状态，受力平衡，挂钩A对定滑轮的拉力等于定滑轮自身重力加上两段绳子对定滑轮的拉力之和，根据相互作用力，挂钩A承受的拉力等于定滑轮受到的向上的拉力。
【解析】
1. 求挂钩B承受的拉力：
物体匀速上升，受力平衡，挂钩B对物体的拉力与物体重力大小相等，即等于$G=500\ \mathrm{N}$；根据相互作用力的特点，物体对挂钩B的拉力与挂钩B对物体的拉力大小相等，因此挂钩B承受的拉力$F_B=G=500\ \mathrm{N}$。
2. 求拉力F：
由图可知，承担动滑轮和物体总重的绳子段数$n=3$，动滑轮重$G_{动}=10\ \mathrm{N}$，根据滑轮组拉力公式：
$F=\frac{G+G_{动}}{n}=\frac{500\ \mathrm{N}+10\ \mathrm{N}}{3}=170\ \mathrm{N}$
3. 求挂钩A承受的拉力：
定滑轮静止，受力平衡，向下的总力为定滑轮自身重力与两段绳子拉力之和，即$F_{下}=2F+G_{定}=2×170\ \mathrm{N}+10\ \mathrm{N}=350\ \mathrm{N}$；
根据二力平衡条件，挂钩A对定滑轮的拉力等于向下的总力，再根据相互作用力的特点，挂钩A承受的拉力$F_A=350\ \mathrm{N}$。
【答案】
500；350；170
【知识点】
滑轮组受力分析；二力平衡；相互作用力
【点评】
本题考查滑轮组的受力分析，关键是明确各滑轮的受力情况，区分平衡力和相互作用力，准确确定承担总重的绳子段数，是对滑轮组力学知识的综合考查。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，我们可以分三步依次分析挂钩B、拉力F、挂钩A的受力情况：
1. 分析挂钩B：物体匀速上升，处于平衡状态，挂钩B对物体的拉力与物体重力是一对平衡力，同时物体对挂钩B的拉力与挂钩B对物体的拉力是相互作用力，大小相等，由此可确定挂钩B的拉力。
2. 分析拉力F：动滑轮和物体的总重由3段绳子承担，根据滑轮组拉力公式$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$（n为承担总重的绳子段数），计算拉力F。
3. 分析挂钩A：定滑轮处于静止状态，受力平衡，挂钩A对定滑轮的拉力等于定滑轮自身重力加上两段绳子对定滑轮的拉力之和，根据相互作用力，挂钩A承受的拉力等于定滑轮受到的向上的拉力。
【解析】
1. 求挂钩B承受的拉力：
物体匀速上升，受力平衡，挂钩B对物体的拉力与物体重力大小相等，即等于$G=500\ \mathrm{N}$；根据相互作用力的特点，物体对挂钩B的拉力与挂钩B对物体的拉力大小相等，因此挂钩B承受的拉力$F_B=G=500\ \mathrm{N}$。
2. 求拉力F：
由图可知，承担动滑轮和物体总重的绳子段数$n=3$，动滑轮重$G_{动}=10\ \mathrm{N}$，根据滑轮组拉力公式：
$F=\frac{G+G_{动}}{n}=\frac{500\ \mathrm{N}+10\ \mathrm{N}}{3}=170\ \mathrm{N}$
3. 求挂钩A承受的拉力：
定滑轮静止，受力平衡，向下的总力为定滑轮自身重力与两段绳子拉力之和，即$F_{下}=2F+G_{定}=2×170\ \mathrm{N}+10\ \mathrm{N}=350\ \mathrm{N}$；
根据二力平衡条件，挂钩A对定滑轮的拉力等于向下的总力，再根据相互作用力的特点，挂钩A承受的拉力$F_A=350\ \mathrm{N}$。
【答案】
500；350；170
【知识点】
滑轮组受力分析；二力平衡；相互作用力
【点评】
本题考查滑轮组的受力分析，关键是明确各滑轮的受力情况，区分平衡力和相互作用力，准确确定承担总重的绳子段数，是对滑轮组力学知识的综合考查。
【难度系数】
0.6
