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8. (2023无锡滨湖区月考)如图11-2-8所示，小明在“探究动滑轮工作特点”的实验中，滑轮第一次受到力$ F_1 $的作用，第二次受到竖直向上的力$ F_2 $的作用，物体都被匀速向上提起。已知物体的重力为$ G_{物} $，若不计摩擦和绳重，则下列说法正确的是 (
A.该实验中，需要测量的物理量只有物重$ G_{物} $和测力计示数$ F $
B.$ F_2 = \frac{1}{2}G_{物} $
C.$ F_1 $的力臂为$ OA $
D.$ F_1 ＜ F_2 $
C
)A.该实验中，需要测量的物理量只有物重$ G_{物} $和测力计示数$ F $
B.$ F_2 = \frac{1}{2}G_{物} $
C.$ F_1 $的力臂为$ OA $
D.$ F_1 ＜ F_2 $
答案
8. C
解析
【分析】
要解决这道题，需结合动滑轮的本质（省力杠杆），利用杠杆的五要素（支点、力臂）和杠杆平衡条件分析各选项。首先明确动滑轮的支点是左侧绳子与滑轮的接触点O，力臂是支点到力的作用线的垂直距离，且动滑轮自身有重力（不计摩擦和绳重时需考虑）。逐个分析选项：先判断实验需测量的物理量，再分析不同拉力的力臂大小，结合杠杆平衡条件推导拉力大小，从而确定正确选项。
【解析】
1. 分析选项A：探究动滑轮工作特点时，需测量物重、测力计示数，还需考虑动滑轮的重力（动滑轮自身重量会影响拉力大小），并非仅测量物重和测力计示数，故A错误。
2. 分析选项B：F₂竖直向上拉时，动滑轮的支点为O，阻力为物重与动滑轮总重$ G_{总}=G_{物}+G_{轮} $，阻力臂为滑轮半径$ r $，F₂的力臂为滑轮直径$ 2r $。根据杠杆平衡条件：$ F_2 × 2r = G_{总} × r $，得$ F_2=\frac{G_{总}}{2} $，并非$ \frac{1}{2}G_{物} $，故B错误。
3. 分析选项C：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，图中OA垂直于$ F_1 $的作用线，因此$ F_1 $的力臂为OA，故C正确。
4. 分析选项D：$ F_1 $的力臂OA，由几何关系可知$ OA=\sqrt{2}r $，根据杠杆平衡条件：$ F_1 × OA = G_{总} × r $，得$ F_1=\frac{G_{总} × r}{\sqrt{2}r}=\frac{G_{总}}{\sqrt{2}}\approx0.707G_{总} $；而$ F_2=\frac{G_{总}}{2}=0.5G_{总} $，因此$ F_1＞F_2 $，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
动滑轮、杠杆的力臂、杠杆平衡条件
【点评】
本题结合动滑轮的本质（杠杆），考查力臂的判断和杠杆平衡条件的应用，需准确理解力臂的定义，同时注意动滑轮自身重力对拉力的影响，是中等难度的力学题，易出错点在于力臂的判断和忽略动滑轮重力。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合动滑轮的本质（省力杠杆），利用杠杆的五要素（支点、力臂）和杠杆平衡条件分析各选项。首先明确动滑轮的支点是左侧绳子与滑轮的接触点O，力臂是支点到力的作用线的垂直距离，且动滑轮自身有重力（不计摩擦和绳重时需考虑）。逐个分析选项：先判断实验需测量的物理量，再分析不同拉力的力臂大小，结合杠杆平衡条件推导拉力大小，从而确定正确选项。
【解析】
1. 分析选项A：探究动滑轮工作特点时，需测量物重、测力计示数，还需考虑动滑轮的重力（动滑轮自身重量会影响拉力大小），并非仅测量物重和测力计示数，故A错误。
2. 分析选项B：F₂竖直向上拉时，动滑轮的支点为O，阻力为物重与动滑轮总重$ G_{总}=G_{物}+G_{轮} $，阻力臂为滑轮半径$ r $，F₂的力臂为滑轮直径$ 2r $。根据杠杆平衡条件：$ F_2 × 2r = G_{总} × r $，得$ F_2=\frac{G_{总}}{2} $，并非$ \frac{1}{2}G_{物} $，故B错误。
3. 分析选项C：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，图中OA垂直于$ F_1 $的作用线，因此$ F_1 $的力臂为OA，故C正确。
4. 分析选项D：$ F_1 $的力臂OA，由几何关系可知$ OA=\sqrt{2}r $，根据杠杆平衡条件：$ F_1 × OA = G_{总} × r $，得$ F_1=\frac{G_{总} × r}{\sqrt{2}r}=\frac{G_{总}}{\sqrt{2}}\approx0.707G_{总} $；而$ F_2=\frac{G_{总}}{2}=0.5G_{总} $，因此$ F_1＞F_2 $，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
动滑轮、杠杆的力臂、杠杆平衡条件
【点评】
本题结合动滑轮的本质（杠杆），考查力臂的判断和杠杆平衡条件的应用，需准确理解力臂的定义，同时注意动滑轮自身重力对拉力的影响，是中等难度的力学题，易出错点在于力臂的判断和忽略动滑轮重力。
【难度系数】
0.5
9.（2023淮安模拟）一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图11-2-9甲、乙所示的两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。若汽车所受阻力为800 N，则图甲中人的拉力至少为
800
N，图乙中人的拉力至少为400
N，其中比较省力的是图乙
。（不计绳重、滑轮重及机械摩擦）答案
800 400 乙
解析
【分析】
要解答本题，需先判断甲、乙两图中滑轮的类型：甲图的滑轮轴固定不动，属于定滑轮；乙图的滑轮轴随汽车一起移动，属于动滑轮。定滑轮的核心特点是不省力，仅能改变力的方向；动滑轮的核心特点是能省一半力，其本质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。不计绳重、滑轮重及摩擦时，拉力与汽车阻力的关系由滑轮类型决定。
【解析】
1. 计算甲图的拉力：甲图使用定滑轮，定滑轮不省力，因此人对绳子的拉力等于汽车受到的阻力。已知汽车所受阻力为800N，故图甲中人的拉力为800N。
2. 计算乙图的拉力：乙图使用动滑轮，动滑轮省一半力，因此人对绳子的拉力为汽车阻力的一半。计算得：$ F_乙 = \frac{800N}{2} = 400N $。
3. 比较省力情况：因为400N ＜ 800N，所以乙图的方法更省力。
【答案】
800；400；乙
【知识点】
定滑轮特点、动滑轮特点、滑轮的应用
【点评】
本题考查定滑轮和动滑轮的省力特性，属于基础题型，关键是能准确区分滑轮类型，理解两种滑轮的工作原理，难度较低。
【难度系数】
0.7
要解答本题，需先判断甲、乙两图中滑轮的类型：甲图的滑轮轴固定不动，属于定滑轮；乙图的滑轮轴随汽车一起移动，属于动滑轮。定滑轮的核心特点是不省力，仅能改变力的方向；动滑轮的核心特点是能省一半力，其本质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。不计绳重、滑轮重及摩擦时，拉力与汽车阻力的关系由滑轮类型决定。
【解析】
1. 计算甲图的拉力：甲图使用定滑轮，定滑轮不省力，因此人对绳子的拉力等于汽车受到的阻力。已知汽车所受阻力为800N，故图甲中人的拉力为800N。
2. 计算乙图的拉力：乙图使用动滑轮，动滑轮省一半力，因此人对绳子的拉力为汽车阻力的一半。计算得：$ F_乙 = \frac{800N}{2} = 400N $。
3. 比较省力情况：因为400N ＜ 800N，所以乙图的方法更省力。
【答案】
800；400；乙
【知识点】
定滑轮特点、动滑轮特点、滑轮的应用
【点评】
本题考查定滑轮和动滑轮的省力特性，属于基础题型，关键是能准确区分滑轮类型，理解两种滑轮的工作原理，难度较低。
【难度系数】
0.7
10. (2023扬州月考)如图11-2-10所示，利用三个质量相同的滑轮提起相同质量的重物时，所需拉力分别为$F_1$、$F_2$和$F_3$，不计绳重和摩擦，若滑轮和物体重分别为2 N和10 N，匀速提升重物G时，拉力最大的是
拉力最小的是
$F_2$
；拉力最小的是
$F_1$
(前两空均选填“$F_1$”“$F_2$”或“$F_3$”)，最小拉力为6
N。答案
$F_2$ $F_1$ 6
解析
【分析】
要解决本题，需先判断三个图中滑轮的类型及使用方式，再结合滑轮的受力特点计算各拉力大小：
1. 甲图是正常使用的动滑轮，承担物重的绳子段数为2，不计绳重和摩擦时，拉力为物重和滑轮重的一半；
2. 乙图是动滑轮反向使用，拉力作用在滑轮轴上，此时滑轮受到向上的拉力、向下的两段绳子拉力和自身重力，拉力等于2倍物重加滑轮重；
3. 丙图是定滑轮，定滑轮不省力，仅改变力的方向，拉力等于物重。
代入已知数值计算后比较，即可得出结果。
【解析】
分别计算三个拉力：
甲图（动滑轮）：不计绳重和摩擦，拉力 $ F_1 = \frac{G + G_{\mathrm{轮}}}{2} = \frac{10\,\mathrm{N} + 2\,\mathrm{N}}{2} = 6\,\mathrm{N} $；
乙图（动滑轮反向使用）：对滑轮受力分析，向上的拉力 $ F_2 $ 等于向下的两段绳子拉力（每段等于物重 $ G $）与滑轮重力之和，即 $ F_2 = 2G + G_{\mathrm{轮}} = 2 × 10\,\mathrm{N} + 2\,\mathrm{N} = 22\,\mathrm{N} $；
丙图（定滑轮）：定滑轮不省力，拉力 $ F_3 = G = 10\,\mathrm{N} $；
比较三个拉力大小：$ 22\,\mathrm{N} ＞ 10\,\mathrm{N} ＞ 6\,\mathrm{N} $，因此拉力最大的是 $ F_2 $，拉力最小的是 $ F_1 $，最小拉力为6 N。
【答案】
$ F_2 $；$ F_1 $；6
【知识点】
定滑轮特点，动滑轮特点，滑轮受力分析
【点评】
本题考查定滑轮和动滑轮的拉力计算，核心是区分滑轮的使用方式，尤其是动滑轮反向使用时的拉力分析，属于基础力学题，需掌握滑轮的工作原理即可解答。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先判断三个图中滑轮的类型及使用方式，再结合滑轮的受力特点计算各拉力大小：
1. 甲图是正常使用的动滑轮，承担物重的绳子段数为2，不计绳重和摩擦时，拉力为物重和滑轮重的一半；
2. 乙图是动滑轮反向使用，拉力作用在滑轮轴上，此时滑轮受到向上的拉力、向下的两段绳子拉力和自身重力，拉力等于2倍物重加滑轮重；
3. 丙图是定滑轮，定滑轮不省力，仅改变力的方向，拉力等于物重。
代入已知数值计算后比较，即可得出结果。
【解析】
分别计算三个拉力：
甲图（动滑轮）：不计绳重和摩擦，拉力 $ F_1 = \frac{G + G_{\mathrm{轮}}}{2} = \frac{10\,\mathrm{N} + 2\,\mathrm{N}}{2} = 6\,\mathrm{N} $；
乙图（动滑轮反向使用）：对滑轮受力分析，向上的拉力 $ F_2 $ 等于向下的两段绳子拉力（每段等于物重 $ G $）与滑轮重力之和，即 $ F_2 = 2G + G_{\mathrm{轮}} = 2 × 10\,\mathrm{N} + 2\,\mathrm{N} = 22\,\mathrm{N} $；
丙图（定滑轮）：定滑轮不省力，拉力 $ F_3 = G = 10\,\mathrm{N} $；
比较三个拉力大小：$ 22\,\mathrm{N} ＞ 10\,\mathrm{N} ＞ 6\,\mathrm{N} $，因此拉力最大的是 $ F_2 $，拉力最小的是 $ F_1 $，最小拉力为6 N。
【答案】
$ F_2 $；$ F_1 $；6
【知识点】
定滑轮特点，动滑轮特点，滑轮受力分析
【点评】
本题考查定滑轮和动滑轮的拉力计算，核心是区分滑轮的使用方式，尤其是动滑轮反向使用时的拉力分析，属于基础力学题，需掌握滑轮的工作原理即可解答。
【难度系数】
0.5
11. (2024 扬州月考)如图 11-2-11 所示的动滑轮：
(1)不计摩擦和绳重，G 为 120 N 的重物，在 70 N 拉力 F 作用下匀速上升，动滑轮自重为
(2)若动滑轮自重 10 N，不计摩擦和绳重，重物在 55 N 拉力 F 作用下匀速上升，则重物所受重力为
(1)不计摩擦和绳重，G 为 120 N 的重物，在 70 N 拉力 F 作用下匀速上升，动滑轮自重为
20
N。(2)若动滑轮自重 10 N，不计摩擦和绳重，重物在 55 N 拉力 F 作用下匀速上升，则重物所受重力为
100
N，重物上升 0.5 m 时，绳子自由端移动的距离为 1
m，绳子自由端上升的速度为 0.4 m/s，则重物上升的速度为 0.2
m/s。答案
(1)20
(2)100 1 0.2
(2)100 1 0.2
解析
【分析】首先观察题图，确定该装置为动滑轮，承担物重的绳子段数$ n=2 $；不计绳重和摩擦时，动滑轮的拉力公式为$ F = \frac{G + G_{\mathrm{动}}}{2} $，绳子自由端移动距离与重物上升高度的关系为$ s = nh $，绳子自由端速度与重物上升速度的关系为$ v_{\mathrm{绳}} = nv_{\mathrm{物}} $，据此逐步计算各物理量。
【解析】(1) 不计摩擦和绳重，根据动滑轮拉力公式$ F = \frac{G + G_{\mathrm{动}}}{2} $，变形可得动滑轮自重：$ G_{\mathrm{动}} = 2F - G = 2 × 70\ \mathrm{N} - 120\ \mathrm{N} = 20\ \mathrm{N} $；
(2) 已知动滑轮自重$ G_{\mathrm{动}}' = 10\ \mathrm{N} $，同理可得重物重力：$ G' = 2F' - G_{\mathrm{动}}' = 2 × 55\ \mathrm{N} - 10\ \mathrm{N} = 100\ \mathrm{N} $；
重物上升$ h = 0.5\ \mathrm{m} $时，绳子自由端移动距离：$ s = 2h = 2 × 0.5\ \mathrm{m} = 1\ \mathrm{m} $；
已知绳子自由端速度$ v_{\mathrm{绳}} = 0.4\ \mathrm{m/s} $，由$ v_{\mathrm{绳}} = 2v_{\mathrm{物}} $得重物上升速度：$ v_{\mathrm{物}} = \frac{v_{\mathrm{绳}}}{2} = \frac{0.4\ \mathrm{m/s}}{2} = 0.2\ \mathrm{m/s} $。
【答案】(1)20；(2)100；1；0.2
【知识点】动滑轮；滑轮拉力计算；滑轮距离与速度计算
【点评】本题考查动滑轮的基础计算，核心是掌握动滑轮的拉力公式及距离、速度的关系，属于常规基础题，需注意公式的变形应用。
【难度系数】0.7
【解析】(1) 不计摩擦和绳重，根据动滑轮拉力公式$ F = \frac{G + G_{\mathrm{动}}}{2} $，变形可得动滑轮自重：$ G_{\mathrm{动}} = 2F - G = 2 × 70\ \mathrm{N} - 120\ \mathrm{N} = 20\ \mathrm{N} $；
(2) 已知动滑轮自重$ G_{\mathrm{动}}' = 10\ \mathrm{N} $，同理可得重物重力：$ G' = 2F' - G_{\mathrm{动}}' = 2 × 55\ \mathrm{N} - 10\ \mathrm{N} = 100\ \mathrm{N} $；
重物上升$ h = 0.5\ \mathrm{m} $时，绳子自由端移动距离：$ s = 2h = 2 × 0.5\ \mathrm{m} = 1\ \mathrm{m} $；
已知绳子自由端速度$ v_{\mathrm{绳}} = 0.4\ \mathrm{m/s} $，由$ v_{\mathrm{绳}} = 2v_{\mathrm{物}} $得重物上升速度：$ v_{\mathrm{物}} = \frac{v_{\mathrm{绳}}}{2} = \frac{0.4\ \mathrm{m/s}}{2} = 0.2\ \mathrm{m/s} $。
【答案】(1)20；(2)100；1；0.2
【知识点】动滑轮；滑轮拉力计算；滑轮距离与速度计算
【点评】本题考查动滑轮的基础计算，核心是掌握动滑轮的拉力公式及距离、速度的关系，属于常规基础题，需注意公式的变形应用。
【难度系数】0.7
12. [科学思维]如图11-2-12所示，物体A所受的重力为130 N，滑轮所受的重力是10 N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34 N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是（
A.24 N
B.60 N
C.12 N
D.7 N
C
）A.24 N
B.60 N
C.12 N
D.7 N
答案
12. C
解析
【分析】
要解决这道题，需先对滑轮进行受力分析：整个装置静止，滑轮处于平衡状态。向上的力是弹簧测力计的拉力，向下的力包括滑轮自身重力和两段绳子的拉力；由于同一根绳子的拉力相等，且物体B静止时，绳子拉力等于B的重力，因此可通过平衡条件计算出绳子拉力，即物体B的重力。
【解析】
1. 分析滑轮受力：滑轮静止，受力平衡。向上的力为弹簧测力计的读数$ F = 34\ \mathrm{N} $；向下的力有滑轮的重力$ G_{\mathrm{轮}} = 10\ \mathrm{N} $，以及两段绳子对滑轮的拉力，设每段绳子拉力为$ T $，因物体B静止，故$ T = G_B $。
2. 列平衡方程：根据受力平衡，向上的力等于向下的总力，即$ F = G_{\mathrm{轮}} + 2T $。
3. 代入计算：将数值代入方程得$ 34\ \mathrm{N} = 10\ \mathrm{N} + 2T $，解得$ T = \frac{34\ \mathrm{N} -10\ \mathrm{N}}{2} =12\ \mathrm{N} $，因此物体B的重力$ G_B = T =12\ \mathrm{N} $。
【答案】
C
【知识点】
二力平衡、滑轮受力分析
【点评】
本题考查滑轮的受力平衡应用，关键是正确分析滑轮的受力情况，注意同一根绳子拉力相等，且不能忽略滑轮自身的重力，需结合平衡条件计算，属于基础力学题，需细心分析受力避免出错。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需先对滑轮进行受力分析：整个装置静止，滑轮处于平衡状态。向上的力是弹簧测力计的拉力，向下的力包括滑轮自身重力和两段绳子的拉力；由于同一根绳子的拉力相等，且物体B静止时，绳子拉力等于B的重力，因此可通过平衡条件计算出绳子拉力，即物体B的重力。
【解析】
1. 分析滑轮受力：滑轮静止，受力平衡。向上的力为弹簧测力计的读数$ F = 34\ \mathrm{N} $；向下的力有滑轮的重力$ G_{\mathrm{轮}} = 10\ \mathrm{N} $，以及两段绳子对滑轮的拉力，设每段绳子拉力为$ T $，因物体B静止，故$ T = G_B $。
2. 列平衡方程：根据受力平衡，向上的力等于向下的总力，即$ F = G_{\mathrm{轮}} + 2T $。
3. 代入计算：将数值代入方程得$ 34\ \mathrm{N} = 10\ \mathrm{N} + 2T $，解得$ T = \frac{34\ \mathrm{N} -10\ \mathrm{N}}{2} =12\ \mathrm{N} $，因此物体B的重力$ G_B = T =12\ \mathrm{N} $。
【答案】
C
【知识点】
二力平衡、滑轮受力分析
【点评】
本题考查滑轮的受力平衡应用，关键是正确分析滑轮的受力情况，注意同一根绳子拉力相等，且不能忽略滑轮自身的重力，需结合平衡条件计算，属于基础力学题，需细心分析受力避免出错。
【难度系数】
0.5
