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1. 分别使用图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
)答案
1. A 解析:不计滑轮重、绳重和摩擦的情况下,$F_{1}=\frac{1}{3}G,F_{2}=\frac{1}{2}G,F_{3}=G,F_{4}=\frac{1}{2}G$.故最省力的是A.
解析
【分析】
我们要判断四个装置哪个最省力，首先明确判断规则：不计滑轮重、绳重和摩擦时，定滑轮不省力，仅能改变力的方向；动滑轮可以省一半力；滑轮组的拉力大小由承担物重的绳子段数n决定，满足F=G/n。接下来逐个分析四个装置，分别算出每个拉力和物重G的关系，再对比大小，拉力最小的装置就是最省力的。数滑轮组的n时，所有绕在动滑轮上、承担动滑轮和重物重力的绳子都要计入，从定滑轮引出的绳子不承担物重，不需要计入。
【解析】
已知匀速提升同一重物，物重为G，不计滑轮重、绳重和摩擦：
1. 装置A为滑轮组，绕在动滑轮上承担物重的绳子段数n₁=3，因此拉力$F_1=\frac{1}{3}G$；
2. 装置B为滑轮组，绕在动滑轮上承担物重的绳子段数n₂=2，因此拉力$F_2=\frac{1}{2}G$；
3. 装置C为定滑轮，实质是等臂杠杆，不省力，因此拉力$F_3=G$；
4. 装置D为动滑轮，实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，省一半力，因此拉力$F_4=\frac{1}{2}G$。
对比四个拉力大小可得：$F_1 ＜ F_2=F_4 ＜ F_3$，因此F₁最小，装置A最省力。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组省力计算
定滑轮特点
动滑轮特点
【点评】
本题属于滑轮相关的基础题型，核心考察不同滑轮装置的省力规律，易错点是判断滑轮组承担物重的绳子段数，注意当拉力方向向上时，最后一段绳子直接作用在动滑轮上，需要计入总段数，不要误将A装置的n数为2导致判断错误。
【难度系数】
0.7
我们要判断四个装置哪个最省力，首先明确判断规则：不计滑轮重、绳重和摩擦时，定滑轮不省力，仅能改变力的方向；动滑轮可以省一半力；滑轮组的拉力大小由承担物重的绳子段数n决定，满足F=G/n。接下来逐个分析四个装置，分别算出每个拉力和物重G的关系，再对比大小，拉力最小的装置就是最省力的。数滑轮组的n时，所有绕在动滑轮上、承担动滑轮和重物重力的绳子都要计入，从定滑轮引出的绳子不承担物重，不需要计入。
【解析】
已知匀速提升同一重物，物重为G，不计滑轮重、绳重和摩擦：
1. 装置A为滑轮组，绕在动滑轮上承担物重的绳子段数n₁=3，因此拉力$F_1=\frac{1}{3}G$；
2. 装置B为滑轮组，绕在动滑轮上承担物重的绳子段数n₂=2，因此拉力$F_2=\frac{1}{2}G$；
3. 装置C为定滑轮，实质是等臂杠杆，不省力，因此拉力$F_3=G$；
4. 装置D为动滑轮，实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，省一半力，因此拉力$F_4=\frac{1}{2}G$。
对比四个拉力大小可得：$F_1 ＜ F_2=F_4 ＜ F_3$，因此F₁最小，装置A最省力。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组省力计算
定滑轮特点
动滑轮特点
【点评】
本题属于滑轮相关的基础题型，核心考察不同滑轮装置的省力规律，易错点是判断滑轮组承担物重的绳子段数，注意当拉力方向向上时，最后一段绳子直接作用在动滑轮上，需要计入总段数，不要误将A装置的n数为2导致判断错误。
【难度系数】
0.7
2.（2026·无锡外国语学校月考）如图所示，取两根光滑木棍，将绳子的一端系在其中一根棍上，再按图示的绕法依次绕过两根木棍，缓慢拉动绳子，两根棍靠拢.若想用更小的力也能让木棍靠拢，则下列说法中可行的是 （
A.将木棍的表面变得粗糙些
B.将绳子在木棍上多绕几圈
C.沿竖直方向匀速拉动绳子
D.缩短木棍的长度，使其质量变小
B
）A.将木棍的表面变得粗糙些
B.将绳子在木棍上多绕几圈
C.沿竖直方向匀速拉动绳子
D.缩短木棍的长度，使其质量变小
答案
2. B 解析:将绳子的一头系在一棍上,然后如题图所示,在棍子的中部绕几圈,它的实质是一个滑轮组,根据滑轮组的特点可知,滑轮组有几段绳子,绳端的拉力就是作用在棍上拉力的几分之一,滑轮组上绳子的段数越多越省力,所以想用更小的力也能让木棍靠拢,可以将绳子在木棍上多绕几圈,故B正确,ACD错误.
解析
【分析】
首先我们先识别这个实验装置的本质：两根光滑木棍和缠绕的绳子，其实是一个简易的滑轮组，其中一根木棍等效为定滑轮，另一根等效为动滑轮。接下来回忆滑轮组的省力规律：滑轮组的绳端拉力大小由承担动滑轮侧阻力的绳子段数决定，段数越多，拉力越小，越省力。接下来我们逐个分析选项，判断哪个操作可以实现用更小的力拉动木棍靠拢：A选项增大木棍粗糙程度会增大摩擦，反而费力；B选项多绕几圈绳子，直接增加了绳子段数，符合省力的要求；C选项改变拉力方向不改变滑轮组的省力大小；D选项减小木棍质量几乎不影响拉动的阻力，无法实现更省力。
【解析】
解：
1. 装置本质判断：题图中两根木棍与缠绕的绳子组成的是简易滑轮组，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮。
2. 滑轮组省力规律：滑轮组的绳端拉力满足$F=\frac{F_{阻}}{n}$，其中$n$是承担木棍侧阻力的绳子段数，$n$越大，所需拉力$F$越小，越省力。
3. 逐一分析选项：
选项A：将木棍表面变粗糙，会增大绳子与木棍间的额外摩擦力，所需拉力会变大，无法实现用更小的力拉动木棍靠拢，A错误。
选项B：将绳子在木棍上多绕几圈，会显著增大承担阻力的绳子段数$n$，根据$F=\frac{F_{阻}}{n}$，$n$增大时拉力$F$会减小，就可以用更小的力让木棍靠拢，B正确。
选项C：滑轮组的省力大小和拉力的方向无关，沿竖直方向匀速拉动绳子不会改变所需拉力的大小，不能更省力，C错误。
选项D：拉动木棍靠拢的阻力几乎和木棍的重力无关，缩短木棍长度、减小木棍质量，几乎不会减小需要的拉力，无法实现用更小的力拉动，D错误。
综上选B。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组省力规律，简易滑轮组识别
【点评】
本题结合趣味小实验考查滑轮组的相关知识，核心难点是将陌生的木棍绕绳装置等效为熟悉的滑轮组，不少同学容易被实验的外在形式迷惑，只要抓住滑轮组“绳子段数越多越省力”的核心特点，就可以快速排除干扰选项得到正确答案。
【难度系数】
0.7
首先我们先识别这个实验装置的本质：两根光滑木棍和缠绕的绳子，其实是一个简易的滑轮组，其中一根木棍等效为定滑轮，另一根等效为动滑轮。接下来回忆滑轮组的省力规律：滑轮组的绳端拉力大小由承担动滑轮侧阻力的绳子段数决定，段数越多，拉力越小，越省力。接下来我们逐个分析选项，判断哪个操作可以实现用更小的力拉动木棍靠拢：A选项增大木棍粗糙程度会增大摩擦，反而费力；B选项多绕几圈绳子，直接增加了绳子段数，符合省力的要求；C选项改变拉力方向不改变滑轮组的省力大小；D选项减小木棍质量几乎不影响拉动的阻力，无法实现更省力。
【解析】
解：
1. 装置本质判断：题图中两根木棍与缠绕的绳子组成的是简易滑轮组，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮。
2. 滑轮组省力规律：滑轮组的绳端拉力满足$F=\frac{F_{阻}}{n}$，其中$n$是承担木棍侧阻力的绳子段数，$n$越大，所需拉力$F$越小，越省力。
3. 逐一分析选项：
选项A：将木棍表面变粗糙，会增大绳子与木棍间的额外摩擦力，所需拉力会变大，无法实现用更小的力拉动木棍靠拢，A错误。
选项B：将绳子在木棍上多绕几圈，会显著增大承担阻力的绳子段数$n$，根据$F=\frac{F_{阻}}{n}$，$n$增大时拉力$F$会减小，就可以用更小的力让木棍靠拢，B正确。
选项C：滑轮组的省力大小和拉力的方向无关，沿竖直方向匀速拉动绳子不会改变所需拉力的大小，不能更省力，C错误。
选项D：拉动木棍靠拢的阻力几乎和木棍的重力无关，缩短木棍长度、减小木棍质量，几乎不会减小需要的拉力，无法实现用更小的力拉动，D错误。
综上选B。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组省力规律，简易滑轮组识别
【点评】
本题结合趣味小实验考查滑轮组的相关知识，核心难点是将陌生的木棍绕绳装置等效为熟悉的滑轮组，不少同学容易被实验的外在形式迷惑，只要抓住滑轮组“绳子段数越多越省力”的核心特点，就可以快速排除干扰选项得到正确答案。
【难度系数】
0.7
3. 小明在组装玩具时,发现了如图甲所示的一种特殊螺丝——内六角螺丝.与其配套的内六角扳手如图乙所示,这种扳手相当于(填简单机械名称),为了使自己更省力,小明应将扳手上的(填“A”或“B”)点插入螺丝后使用.如图丙所示的方向盘,若$F_1=20\ \mathrm{N}$,轮盘的半径为$20\ \mathrm{cm}$,轴的半径为$2\ \mathrm{cm}$,不计摩擦阻力,该轮轴平衡时$F_2=\_\_\_\_\_\mathrm{N}$.
答案
3. 轮轴 A 200 解析:由轮和轴组成,能绕共同轴线旋转的机械,叫作轮轴;根据轮轴的省力特点,轮半径越大,越省力;图中的内六角扳手相当于一个轮轴,因为将扳手上的A点插入螺丝后,力作用在B端,长柄为半径,因此使用更省力.方向盘相当于一个轮轴,已知$F_{1}=20N$,轮盘的半径$R=20cm$,轴的半径$r=2cm$,根据轮轴实质是杠杆变形,利用杠杆平衡条件有$F_{1}R=F_{2}r$,将已知数值代入可得$20N×20cm=F_{2}×2cm$,解得$F_{2}=200N.$
解析
【分析】
我们可以分三步来思考这道题：第一步，先判断内六角扳手属于哪种简单机械，回忆常见简单机械的特征，由轮和轴组成、可绕共同轴线旋转的机械就是轮轴，扳手转动拧螺丝的过程完全符合这个特征。第二步，要想轮轴使用更省力，就要让动力作用在半径更大的“轮”上，也就是动力臂更长，对比把A点和B点插入螺丝的情况：如果A点插入螺丝，动力作用在B端，动力臂就是长柄B到转轴的长度，比B点插入螺丝、动力作用在A端的动力臂更长，所以更省力。第三步，轮轴的实质是变形的杠杆，满足杠杆平衡条件$F_1R=F_2r$，把已知的力和半径数值代入公式就能算出$F_2$的大小。
【解析】
1. 内六角扳手使用时绕螺丝的共同轴线旋转，由轮和轴两部分组成，符合轮轴的定义特征，因此相当于轮轴。
2. 根据轮轴的省力特点，轮的半径越大，动力臂越长，使用时越省力。将A点插入螺丝后，动力作用在长柄B端，动力臂更大，因此使用更省力。
3. 轮轴平衡时满足杠杆平衡条件：$F_1 R = F_2 r$，代入已知数值$F_1=20\ \mathrm{N}$，轮盘半径$R=20\ \mathrm{cm}$，轴的半径$r=2\ \mathrm{cm}$，可得：
$F_2=\dfrac{F_1 R}{r}=\dfrac{20\ \mathrm{N} × 20\ \mathrm{cm}}{2\ \mathrm{cm}}=200\ \mathrm{N}$。
【答案】
轮轴；A；200
【知识点】
轮轴识别；轮轴平衡条件
【点评】
本题结合生活中常见的内六角扳手、汽车方向盘考察轮轴的相关知识，从识别简单机械、判断省力操作到公式计算层层递进，既巩固了轮轴实质是变形杠杆的知识点，也引导学生将物理知识和生活实际结合，适合夯实简单机械板块的基础内容。
【难度系数】
0.8
我们可以分三步来思考这道题：第一步，先判断内六角扳手属于哪种简单机械，回忆常见简单机械的特征，由轮和轴组成、可绕共同轴线旋转的机械就是轮轴，扳手转动拧螺丝的过程完全符合这个特征。第二步，要想轮轴使用更省力，就要让动力作用在半径更大的“轮”上，也就是动力臂更长，对比把A点和B点插入螺丝的情况：如果A点插入螺丝，动力作用在B端，动力臂就是长柄B到转轴的长度，比B点插入螺丝、动力作用在A端的动力臂更长，所以更省力。第三步，轮轴的实质是变形的杠杆，满足杠杆平衡条件$F_1R=F_2r$，把已知的力和半径数值代入公式就能算出$F_2$的大小。
【解析】
1. 内六角扳手使用时绕螺丝的共同轴线旋转，由轮和轴两部分组成，符合轮轴的定义特征，因此相当于轮轴。
2. 根据轮轴的省力特点，轮的半径越大，动力臂越长，使用时越省力。将A点插入螺丝后，动力作用在长柄B端，动力臂更大，因此使用更省力。
3. 轮轴平衡时满足杠杆平衡条件：$F_1 R = F_2 r$，代入已知数值$F_1=20\ \mathrm{N}$，轮盘半径$R=20\ \mathrm{cm}$，轴的半径$r=2\ \mathrm{cm}$，可得：
$F_2=\dfrac{F_1 R}{r}=\dfrac{20\ \mathrm{N} × 20\ \mathrm{cm}}{2\ \mathrm{cm}}=200\ \mathrm{N}$。
【答案】
轮轴；A；200
【知识点】
轮轴识别；轮轴平衡条件
【点评】
本题结合生活中常见的内六角扳手、汽车方向盘考察轮轴的相关知识，从识别简单机械、判断省力操作到公式计算层层递进，既巩固了轮轴实质是变形杠杆的知识点，也引导学生将物理知识和生活实际结合，适合夯实简单机械板块的基础内容。
【难度系数】
0.8
4. 用如图所示的动滑轮和定滑轮提升重物，请画出最省力的绳子绕线方式.
答案
4. 如图所示
解析:图示有两个滑轮,绳子固定在定滑轮上,逐一绕线时,承重绳子为2根;绳子固定在动滑轮上,逐一绕线时,承重绳子为3根,所以把绳子固定在动滑轮上,绕过定滑轮,再绕过动滑轮,最省力.
解析
【分析】
要画出该滑轮组最省力的绕线，首先明确核心思路：滑轮组的省力程度由承担物重的绳子段数决定，段数越多越省力。本题仅有1个定滑轮和1个动滑轮，我们可以对比两种绕线方式的承重绳段数：如果将绳子固定在定滑轮挂钩上，绕完后承重绳段数为2；如果将绳子固定在动滑轮的上挂钩上，依次绕线后承重绳段数为3，3段承重绳的拉力更小，是该组合下的最省力方案，按照这个思路完成绕线即可。
【解析】
1. 该滑轮组包含1个定滑轮、1个动滑轮，要实现最省力，需让承担物重的绳子段数取最大值，该组合下最大段数为3。
2. 根据滑轮组“奇动偶定”的绕线规则，当承重绳段数n=3（奇数）时，绳子的起始端固定在动滑轮上方的挂钩处。
3. 从固定端出发，将绳子向上绕过顶部的定滑轮，再向下绕过下方的动滑轮，最终拉力方向向上，此时共有3段绳子承担物重，是最省力的绕法。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线，奇动偶定
【点评】
本题考查滑轮组最省力的绕制方法，需要学生理解滑轮组省力的本质是增加承重绳段数，牢记“奇动偶定”的绕线规律，绕线时注意绳子要贴合滑轮的轮槽，不能出现交叉、脱槽的错误画法。
【难度系数】
0.7
要画出该滑轮组最省力的绕线，首先明确核心思路：滑轮组的省力程度由承担物重的绳子段数决定，段数越多越省力。本题仅有1个定滑轮和1个动滑轮，我们可以对比两种绕线方式的承重绳段数：如果将绳子固定在定滑轮挂钩上，绕完后承重绳段数为2；如果将绳子固定在动滑轮的上挂钩上，依次绕线后承重绳段数为3，3段承重绳的拉力更小，是该组合下的最省力方案，按照这个思路完成绕线即可。
【解析】
1. 该滑轮组包含1个定滑轮、1个动滑轮，要实现最省力，需让承担物重的绳子段数取最大值，该组合下最大段数为3。
2. 根据滑轮组“奇动偶定”的绕线规则，当承重绳段数n=3（奇数）时，绳子的起始端固定在动滑轮上方的挂钩处。
3. 从固定端出发，将绳子向上绕过顶部的定滑轮，再向下绕过下方的动滑轮，最终拉力方向向上，此时共有3段绳子承担物重，是最省力的绕法。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线，奇动偶定
【点评】
本题考查滑轮组最省力的绕制方法，需要学生理解滑轮组省力的本质是增加承重绳段数，牢记“奇动偶定”的绕线规律，绕线时注意绳子要贴合滑轮的轮槽，不能出现交叉、脱槽的错误画法。
【难度系数】
0.7
5. 如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦,$G_{1}=60\ \mathrm{N},G_{2}=38\ \mathrm{N}$,甲、乙两种情况下绳子在相等拉力$F$的作用下静止.则每个动滑轮的重力为（
A.3 N
B.6 N
C.11 N
D.22 N
B
）A.3 N
B.6 N
C.11 N
D.22 N
答案
5. B 解析:由图知,承担物重的绳子股数分别为:$n_{1}=3,$$n_{2}=2$,滑轮的重力相等,设动滑轮的重力为$G_{轮}$,不计绳重和摩擦,则拉力分别为:$F_{1}=\frac{1}{3}(G_{1}+G_{轮}),F_{2}=\frac{1}{2}(G_{2}+G_{轮}),$由题知$F_{1}=F_{2}$,所以$\frac{1}{3}(G_{1}+G_{轮})=\frac{1}{2}(G_{2}+G_{轮})$,即:$\frac{1}{3}(60N+G_{轮})=\frac{1}{2}(38N+G_{轮})$,解得动滑轮的重力:$G_{轮}=$6 N.故选B.
解析
【分析】
这道题的核心是利用滑轮组的省力规律建立等量关系求解。首先第一步，先分别数出甲、乙两个滑轮组中承担物重（包含动滑轮自重）的有效绳子段数n：观察甲图，作用在动滑轮上的绳子一共有3段，乙图作用在动滑轮上的绳子一共有2段。第二步，回忆不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力的计算公式$F=\frac{1}{n}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$，分别写出甲、乙两种情况下拉力F的表达式。第三步，题目已知两种情况的拉力F大小相等，把已知的物重$G_1$、$G_2$代入两个表达式，列出关于动滑轮重力的方程，解方程就能得到动滑轮的重力。
【解析】
解：
1. 确定有效绳子段数：由图可知，甲滑轮组中承担物重的绳子股数$n_1=3$，乙滑轮组中承担物重的绳子股数$n_2=2$。
2. 写出拉力表达式：设每个动滑轮的重力为$G_{\mathrm{轮}}$，不计绳重和摩擦，拉力等于物重与动滑轮总重之和的n分之一，因此：
甲的拉力：$F=\frac{1}{n_1}(G_1+G_{\mathrm{轮}})=\frac{1}{3}(60\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})$
乙的拉力：$F=\frac{1}{n_2}(G_2+G_{\mathrm{轮}})=\frac{1}{2}(38\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})$
3. 联立方程求解：题目已知两种情况拉力F相等，因此：
$\frac{1}{3}(60\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})=\frac{1}{2}(38\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})$
两边同乘6消去分母得：$2×(60\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})=3×(38\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})$
展开计算：$120\ \mathrm{N}+2G_{\mathrm{轮}}=114\ \mathrm{N}+3G_{\mathrm{轮}}$
解得：$G_{\mathrm{轮}}=6\ \mathrm{N}$，因此答案选B。
【答案】B
【知识点】滑轮组省力计算，动滑轮重力求解
【点评】本题重点考查滑轮组的省力规律应用，解题的核心是准确数出两个滑轮组的有效绳子段数，利用题目给出的拉力相等的条件建立方程求解，易错点是误将甲图的绳子段数错数为2，导致计算结果出错。
【难度系数】0.6
这道题的核心是利用滑轮组的省力规律建立等量关系求解。首先第一步，先分别数出甲、乙两个滑轮组中承担物重（包含动滑轮自重）的有效绳子段数n：观察甲图，作用在动滑轮上的绳子一共有3段，乙图作用在动滑轮上的绳子一共有2段。第二步，回忆不计绳重和摩擦时，滑轮组拉力的计算公式$F=\frac{1}{n}(G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$，分别写出甲、乙两种情况下拉力F的表达式。第三步，题目已知两种情况的拉力F大小相等，把已知的物重$G_1$、$G_2$代入两个表达式，列出关于动滑轮重力的方程，解方程就能得到动滑轮的重力。
【解析】
解：
1. 确定有效绳子段数：由图可知，甲滑轮组中承担物重的绳子股数$n_1=3$，乙滑轮组中承担物重的绳子股数$n_2=2$。
2. 写出拉力表达式：设每个动滑轮的重力为$G_{\mathrm{轮}}$，不计绳重和摩擦，拉力等于物重与动滑轮总重之和的n分之一，因此：
甲的拉力：$F=\frac{1}{n_1}(G_1+G_{\mathrm{轮}})=\frac{1}{3}(60\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})$
乙的拉力：$F=\frac{1}{n_2}(G_2+G_{\mathrm{轮}})=\frac{1}{2}(38\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})$
3. 联立方程求解：题目已知两种情况拉力F相等，因此：
$\frac{1}{3}(60\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})=\frac{1}{2}(38\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})$
两边同乘6消去分母得：$2×(60\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})=3×(38\ \mathrm{N}+G_{\mathrm{轮}})$
展开计算：$120\ \mathrm{N}+2G_{\mathrm{轮}}=114\ \mathrm{N}+3G_{\mathrm{轮}}$
解得：$G_{\mathrm{轮}}=6\ \mathrm{N}$，因此答案选B。
【答案】B
【知识点】滑轮组省力计算，动滑轮重力求解
【点评】本题重点考查滑轮组的省力规律应用，解题的核心是准确数出两个滑轮组的有效绳子段数，利用题目给出的拉力相等的条件建立方程求解，易错点是误将甲图的绳子段数错数为2，导致计算结果出错。
【难度系数】0.6
6. 如图甲所示,小明将空吊篮提升到高处,拉力F随时间t变化的图像如图乙所示,空吊篮上升的v-t图像如图丙所示,空吊篮重30 N,绳子能承受的最大拉力为120 N,忽略绳重、摩擦和空气阻力,在 0~1 s内空吊篮处于
非平衡
(填“平衡”或“非平衡”)状态,动滑轮重为20
N,吊篮最多能装货物的质量为19
kg.(g取10 N/kg)答案
6. 非平衡 20 19 解析:由图丙得,在0~1 s内吊篮做匀加速直线运动,处于非平衡状态.由图甲得,滑轮组$n=2$,由图丙得,在1~2 s内,吊篮匀速上升,由图乙知,此时拉力为25 N,忽略绳重、摩擦和空气阻力时,$F=\frac{G_{吊篮}+G_{动}}{n}$,则动滑轮重为$G_{动}=nF-G_{吊篮}=2×25N-30N=20N$.当拉力为120 N时,吊篮装的货物重力最大,由$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$得$G_{物}'=$$nF'-G_{动}=2×120N-20N=220N$,吊篮最多能装货物的重力$G_{货物}=G_{物}'-G_{吊篮}=220N-30N=190N,m_{货物}=\frac{G_{货物}}{g}=$$\frac{190N}{10N/kg}=19kg.$
解析
【分析】
解题思路梳理：①首先判断0~1s的运动状态：观察丙图的v-t图像，0~1s内吊篮速度持续增大，做加速运动，运动状态改变，因此受力不平衡，可判断状态类型。②计算动滑轮重力：先从甲图数出承担总重的绳子段数n=2，再结合丙图1~2s吊篮匀速运动的信息，对应乙图该时段的拉力为25N，忽略绳重摩擦时，利用滑轮组拉力公式F=(G篮+G动)/n，代入已知空吊篮重力30N即可求出动滑轮重。③计算最大载货质量：已知绳子最大拉力为120N，代入拉力公式算出滑轮组可拉起的最大总重力，减去动滑轮重力、空吊篮自身重力得到货物的最大重力，最后通过G=mg的变形公式求出货物最大质量。
【解析】
1. 判断0~1s的状态：由图丙可知，0~1s内空吊篮的速度随时间不断增大，做加速直线运动，运动状态发生改变，因此处于非平衡状态。
2. 计算动滑轮重力：图甲中滑轮组承担物重的绳子段数n=2；1~2s内吊篮匀速上升，受力平衡，由图乙得此时拉力F=25N，忽略绳重、摩擦和空气阻力，根据滑轮组拉力公式$F=\frac{G_{吊篮}+G_{动}}{n}$，代入数据得：
$G_{动}=nF-G_{吊篮}=2×25\mathrm{N}-30\mathrm{N}=20\mathrm{N}$。
3. 计算最大载货质量：当拉力达到最大值$F_{最大}=120\mathrm{N}$时，滑轮组能提升的总重力最大：
$G_{总最大}=nF_{最大}=2×120\mathrm{N}=240\mathrm{N}$，
总重力包含动滑轮、空吊篮和货物的重力，因此货物的最大重力：
$G_{货}=G_{总最大}-G_{动}-G_{吊篮}=240\mathrm{N}-20\mathrm{N}-30\mathrm{N}=190\mathrm{N}$，
对应货物的最大质量：
$m_{货}=\frac{G_{货}}{g}=\frac{190\mathrm{N}}{10\mathrm{N/kg}}=19\mathrm{kg}$。
【答案】
非平衡；20；19
【知识点】
平衡状态判断；滑轮组拉力计算；重力质量换算
【点评】
本题是力学综合题型，结合运动图像和滑轮组受力分析进行考查，解题核心是从F-t、v-t图像中提取对应拉力、运动状态的有效信息，易错点是计算最大载货量时，容易忽略空吊篮自身的重力，直接用总重减去动滑轮重得到货物重力，导致结果错误。
【难度系数】
0.6
解题思路梳理：①首先判断0~1s的运动状态：观察丙图的v-t图像，0~1s内吊篮速度持续增大，做加速运动，运动状态改变，因此受力不平衡，可判断状态类型。②计算动滑轮重力：先从甲图数出承担总重的绳子段数n=2，再结合丙图1~2s吊篮匀速运动的信息，对应乙图该时段的拉力为25N，忽略绳重摩擦时，利用滑轮组拉力公式F=(G篮+G动)/n，代入已知空吊篮重力30N即可求出动滑轮重。③计算最大载货质量：已知绳子最大拉力为120N，代入拉力公式算出滑轮组可拉起的最大总重力，减去动滑轮重力、空吊篮自身重力得到货物的最大重力，最后通过G=mg的变形公式求出货物最大质量。
【解析】
1. 判断0~1s的状态：由图丙可知，0~1s内空吊篮的速度随时间不断增大，做加速直线运动，运动状态发生改变，因此处于非平衡状态。
2. 计算动滑轮重力：图甲中滑轮组承担物重的绳子段数n=2；1~2s内吊篮匀速上升，受力平衡，由图乙得此时拉力F=25N，忽略绳重、摩擦和空气阻力，根据滑轮组拉力公式$F=\frac{G_{吊篮}+G_{动}}{n}$，代入数据得：
$G_{动}=nF-G_{吊篮}=2×25\mathrm{N}-30\mathrm{N}=20\mathrm{N}$。
3. 计算最大载货质量：当拉力达到最大值$F_{最大}=120\mathrm{N}$时，滑轮组能提升的总重力最大：
$G_{总最大}=nF_{最大}=2×120\mathrm{N}=240\mathrm{N}$，
总重力包含动滑轮、空吊篮和货物的重力，因此货物的最大重力：
$G_{货}=G_{总最大}-G_{动}-G_{吊篮}=240\mathrm{N}-20\mathrm{N}-30\mathrm{N}=190\mathrm{N}$，
对应货物的最大质量：
$m_{货}=\frac{G_{货}}{g}=\frac{190\mathrm{N}}{10\mathrm{N/kg}}=19\mathrm{kg}$。
【答案】
非平衡；20；19
【知识点】
平衡状态判断；滑轮组拉力计算；重力质量换算
【点评】
本题是力学综合题型，结合运动图像和滑轮组受力分析进行考查，解题核心是从F-t、v-t图像中提取对应拉力、运动状态的有效信息，易错点是计算最大载货量时，容易忽略空吊篮自身的重力，直接用总重减去动滑轮重得到货物重力，导致结果错误。
【难度系数】
0.6
7. 将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A
重60 N,B重10 N,则A所受地面的摩擦力为
重60 N,B重10 N,则A所受地面的摩擦力为
20
N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为40
N.(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)答案
7. 20 40 解析:如题图所示,动滑轮上有2段绳子,已知B重10 N,物体B恰好匀速下降,则A匀速向右运动,说明物体A处于平衡状态,则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力,即$f=F_{拉}=2G_{B}=2×10N=20N;$若对A施加一个水平向左的拉力F,则物体A受到三个力的作用:水平向左的拉力F,水平向右的$F_{拉}$,水平向右的摩擦力$f'=20N$,水平向左的拉力F刚好使A匀速向左运动,则拉力$F=f+F_{拉}=f'+2G_{B}=20N+2×10N=40N.$
解析
【分析】
解题时首先识别图中的滑轮类型：左侧是动滑轮，右侧是定滑轮，动滑轮上承担拉力的绳子段数为2。第一步分析B匀速下降的场景：此时A匀速向右运动，处于平衡状态，水平方向A受到的拉力和地面对它的滑动摩擦力是一对平衡力。根据动滑轮的特点，不计绳重、滑轮重及摩擦时，动滑轮对A的拉力等于2倍B的重力，即可算出摩擦力大小。第二步分析A匀速向左运动的场景：A对地面的压力、接触面粗糙程度都没有变化，滑动摩擦力大小不变，但方向变为水平向右，此时A水平方向受向左的拉力F、向右的动滑轮拉力、向右的摩擦力，三个力平衡，将两个向右的力相加就能得到拉力F的大小。
【解析】
1. 物体B匀速下降时，物体A匀速向右运动，处于平衡状态。
由图可知动滑轮上有2段绳子，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦，动滑轮对A的拉力为：
$ F_{\mathrm{拉}} = 2G_B = 2×10\,\mathrm{N} = 20\,\mathrm{N} $
此时A水平方向受到的拉力与地面对A的滑动摩擦力是一对平衡力，因此A所受地面的摩擦力：
$ f = F_{\mathrm{拉}} = 20\,\mathrm{N} $
2. 施加水平向左的拉力F使A匀速向左运动时，A对水平面的压力大小、接触面粗糙程度均未改变，滑动摩擦力大小仍为$ f=20\,\mathrm{N} $，方向变为水平向右。
动滑轮对A的拉力大小仍为$ 2G_B=20\,\mathrm{N} $，方向水平向右。
A匀速向左运动处于平衡状态，水平方向合力为0，因此向左的拉力：
$ F = f + F_{\mathrm{拉}} = 20\,\mathrm{N} + 20\,\mathrm{N} = 40\,\mathrm{N} $
【答案】
20；40
【知识点】
动滑轮特点，二力平衡，滑动摩擦力
【点评】
本题结合滑轮装置考察受力分析，易错点是A反向运动时滑动摩擦力的方向随之改变，需要注意滑动摩擦力大小只和压力、接触面粗糙程度有关，和运动方向无关，结合平衡条件即可顺利求解。
【难度系数】
0.6
解题时首先识别图中的滑轮类型：左侧是动滑轮，右侧是定滑轮，动滑轮上承担拉力的绳子段数为2。第一步分析B匀速下降的场景：此时A匀速向右运动，处于平衡状态，水平方向A受到的拉力和地面对它的滑动摩擦力是一对平衡力。根据动滑轮的特点，不计绳重、滑轮重及摩擦时，动滑轮对A的拉力等于2倍B的重力，即可算出摩擦力大小。第二步分析A匀速向左运动的场景：A对地面的压力、接触面粗糙程度都没有变化，滑动摩擦力大小不变，但方向变为水平向右，此时A水平方向受向左的拉力F、向右的动滑轮拉力、向右的摩擦力，三个力平衡，将两个向右的力相加就能得到拉力F的大小。
【解析】
1. 物体B匀速下降时，物体A匀速向右运动，处于平衡状态。
由图可知动滑轮上有2段绳子，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦，动滑轮对A的拉力为：
$ F_{\mathrm{拉}} = 2G_B = 2×10\,\mathrm{N} = 20\,\mathrm{N} $
此时A水平方向受到的拉力与地面对A的滑动摩擦力是一对平衡力，因此A所受地面的摩擦力：
$ f = F_{\mathrm{拉}} = 20\,\mathrm{N} $
2. 施加水平向左的拉力F使A匀速向左运动时，A对水平面的压力大小、接触面粗糙程度均未改变，滑动摩擦力大小仍为$ f=20\,\mathrm{N} $，方向变为水平向右。
动滑轮对A的拉力大小仍为$ 2G_B=20\,\mathrm{N} $，方向水平向右。
A匀速向左运动处于平衡状态，水平方向合力为0，因此向左的拉力：
$ F = f + F_{\mathrm{拉}} = 20\,\mathrm{N} + 20\,\mathrm{N} = 40\,\mathrm{N} $
【答案】
20；40
【知识点】
动滑轮特点，二力平衡，滑动摩擦力
【点评】
本题结合滑轮装置考察受力分析，易错点是A反向运动时滑动摩擦力的方向随之改变，需要注意滑动摩擦力大小只和压力、接触面粗糙程度有关，和运动方向无关，结合平衡条件即可顺利求解。
【难度系数】
0.6
