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1.一辆小汽车陷进了泥潭,司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮,均可将小汽车从泥潭中拉出。你认为甲方式中滑轮的作用是
改变力的方向
;设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是$F_1$、$F_2$,则$F_1$＞
(填“＞”“＜”或“=”)$F_2$。答案
改变力的方向；＞
解析
【分析】要解答本题，需先判断甲、乙两图中滑轮的类型，再结合定滑轮和动滑轮的工作特点分析。甲图中滑轮的轴固定不动，属于定滑轮；乙图中滑轮的轴随汽车一起运动，属于动滑轮。定滑轮的特点是不省力但能改变力的方向，动滑轮的特点是能省力，据此可确定滑轮的作用和两个力的大小关系。
【解析】甲图中的滑轮轴固定不动，是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，使用时不省力，但可以改变力的方向，因此甲方式中滑轮的作用是改变力的方向；乙图中的滑轮轴随汽车运动，是动滑轮，动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用时能省力，所以拉汽车时，定滑轮不省力，而动滑轮可省力，故最小力F₁＞F₂。
【答案】改变力的方向；＞
【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区分及工作特点，属于基础概念题，只要掌握两种滑轮的核心特点就能正确解答，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】甲图中的滑轮轴固定不动，是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，使用时不省力，但可以改变力的方向，因此甲方式中滑轮的作用是改变力的方向；乙图中的滑轮轴随汽车运动，是动滑轮，动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用时能省力，所以拉汽车时，定滑轮不省力，而动滑轮可省力，故最小力F₁＞F₂。
【答案】改变力的方向；＞
【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区分及工作特点，属于基础概念题，只要掌握两种滑轮的核心特点就能正确解答，难度较低。
【难度系数】0.7
2.如图所示,用同一个滑轮匀速提起同一重物M,不计滑轮重力和摩擦,其中用力最小的是 (
A.$F_1$
B.$F_2$
C.$F_3$
D.$F_4$
B
)A.$F_1$
B.$F_2$
C.$F_3$
D.$F_4$
答案
B
解析
【分析】要确定用力最小的力，需先判断每个滑轮的类型，再结合定滑轮、动滑轮的省力特点分析：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，仅改变力的方向；动滑轮正常使用（拉力作用在绳端）时省一半力，若拉力作用在轴上则费力。
【解析】逐个分析各拉力大小（不计滑轮重力和摩擦，设重物M的重力为G）：
1. 图1：为定滑轮，不省力，故$F_1 = G$；
2. 图2：为动滑轮，拉力作用在绳端，省一半力，故$F_2 = \frac{G}{2}$；
3. 图3：为定滑轮，拉力方向改变但不省力，故$F_3 = G$；
4. 图4：为动滑轮，拉力作用在滑轮轴上，费力，故$F_4 = 2G$；
比较得$F_2$最小。
【答案】B
【知识点】定滑轮特点、动滑轮特点
【点评】本题考查滑轮的省力规律，核心是区分滑轮类型及拉力作用位置对省力的影响，属于基础应用类题目，需准确掌握滑轮工作原理。
【难度系数】0.3
【解析】逐个分析各拉力大小（不计滑轮重力和摩擦，设重物M的重力为G）：
1. 图1：为定滑轮，不省力，故$F_1 = G$；
2. 图2：为动滑轮，拉力作用在绳端，省一半力，故$F_2 = \frac{G}{2}$；
3. 图3：为定滑轮，拉力方向改变但不省力，故$F_3 = G$；
4. 图4：为动滑轮，拉力作用在滑轮轴上，费力，故$F_4 = 2G$；
比较得$F_2$最小。
【答案】B
【知识点】定滑轮特点、动滑轮特点
【点评】本题考查滑轮的省力规律，核心是区分滑轮类型及拉力作用位置对省力的影响，属于基础应用类题目，需准确掌握滑轮工作原理。
【难度系数】0.3
3.(双选)如图所示,天花板上挂着一个滑轮,绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体,$G_A=8\ \mathrm{N},G_B=10\ \mathrm{N}$,B放在光滑水平地面上,A、B都处于静止状态,不计滑轮和绳的重力及摩擦,下列说法正确的是 (
A.绳对A的拉力大小为10 N
B.绳对B的拉力大小为10 N
C.地面对B的支持力大小为2 N
D.天花板所受拉力大小为16 N
CD
) A.绳对A的拉力大小为10 N
B.绳对B的拉力大小为10 N
C.地面对B的支持力大小为2 N
D.天花板所受拉力大小为16 N
答案
CD
解析
【分析】
本题需结合定滑轮的特点和二力平衡知识解题。首先明确定滑轮不省力，只能改变力的方向，因此绳两端拉力大小相等；再分别对A、B两物体及滑轮进行受力分析，利用静止时受力平衡的条件，计算各力的大小，进而判断各选项的正误。
【解析】
1. 分析物体A：A静止，处于平衡状态，竖直方向受向下的重力$ G_A=8\ \mathrm{N} $和向上的绳拉力$ F_{\mathrm{拉}} $，根据二力平衡，$ F_{\mathrm{拉}}=G_A=8\ \mathrm{N} $，故绳对A的拉力为8N，选项A错误。
2. 分析绳对B的拉力：定滑轮不省力，不计滑轮和绳的重力及摩擦，绳两端拉力相等，因此绳对B的拉力也为8N，选项B错误。
3. 分析物体B：B静止，竖直方向受向下的重力$ G_B=10\ \mathrm{N} $、向上的绳拉力$ F_{\mathrm{拉}}=8\ \mathrm{N} $、向上的地面支持力$ F_{\mathrm{支}} $，根据受力平衡：$ G_B=F_{\mathrm{拉}}+F_{\mathrm{支}} $，解得$ F_{\mathrm{支}}=G_B-F_{\mathrm{拉}}=10\ \mathrm{N}-8\ \mathrm{N}=2\ \mathrm{N} $，选项C正确。
4. 分析天花板所受拉力：滑轮静止，受天花板向上的拉力，以及两段绳向下的拉力（各为8N），因此天花板对滑轮的拉力为$ 8\ \mathrm{N}+8\ \mathrm{N}=16\ \mathrm{N} $，根据力的作用相互性，天花板所受拉力大小为16N，选项D正确。
【答案】
CD
【知识点】
定滑轮特点、二力平衡、受力分析
【点评】
本题结合定滑轮的工作原理，通过受力分析和二力平衡条件判断力的大小，关键在于明确定滑轮不省力，且受力分析时要准确确定研究对象的受力情况，难度适中，需掌握基础的力学分析方法。
【难度系数】
0.5
本题需结合定滑轮的特点和二力平衡知识解题。首先明确定滑轮不省力，只能改变力的方向，因此绳两端拉力大小相等；再分别对A、B两物体及滑轮进行受力分析，利用静止时受力平衡的条件，计算各力的大小，进而判断各选项的正误。
【解析】
1. 分析物体A：A静止，处于平衡状态，竖直方向受向下的重力$ G_A=8\ \mathrm{N} $和向上的绳拉力$ F_{\mathrm{拉}} $，根据二力平衡，$ F_{\mathrm{拉}}=G_A=8\ \mathrm{N} $，故绳对A的拉力为8N，选项A错误。
2. 分析绳对B的拉力：定滑轮不省力，不计滑轮和绳的重力及摩擦，绳两端拉力相等，因此绳对B的拉力也为8N，选项B错误。
3. 分析物体B：B静止，竖直方向受向下的重力$ G_B=10\ \mathrm{N} $、向上的绳拉力$ F_{\mathrm{拉}}=8\ \mathrm{N} $、向上的地面支持力$ F_{\mathrm{支}} $，根据受力平衡：$ G_B=F_{\mathrm{拉}}+F_{\mathrm{支}} $，解得$ F_{\mathrm{支}}=G_B-F_{\mathrm{拉}}=10\ \mathrm{N}-8\ \mathrm{N}=2\ \mathrm{N} $，选项C正确。
4. 分析天花板所受拉力：滑轮静止，受天花板向上的拉力，以及两段绳向下的拉力（各为8N），因此天花板对滑轮的拉力为$ 8\ \mathrm{N}+8\ \mathrm{N}=16\ \mathrm{N} $，根据力的作用相互性，天花板所受拉力大小为16N，选项D正确。
【答案】
CD
【知识点】
定滑轮特点、二力平衡、受力分析
【点评】
本题结合定滑轮的工作原理，通过受力分析和二力平衡条件判断力的大小，关键在于明确定滑轮不省力，且受力分析时要准确确定研究对象的受力情况，难度适中，需掌握基础的力学分析方法。
【难度系数】
0.5
4.请在下图中画出人提起重物所用拉力最小时的绳子绕线方式。
答案
解析
【分析】
要使人提起重物的拉力最小，需让滑轮组中承担物重的绳子段数最多。本题包含1个定滑轮和1个动滑轮，最多可由3段绳子承担物重，因此需按照“奇动偶定”的绕线原则，从动滑轮挂钩开始绕线，以实现最大段数的绳子承担物重，从而得到最小拉力。
【解析】
对于由1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组，要使拉力最小，承担物重的绳子段数应取最大值3。根据“奇动偶定”原则，当绳子段数为奇数时，绳子起点在动滑轮上。具体绕线步骤：从动滑轮的上端挂钩开始，向上绕过定滑轮，再向下绕过动滑轮，最终拉力方向向上，此时拉力F=G/3，为最小拉力。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线、滑轮组工作原理
【点评】
本题考查滑轮组绕线的核心方法，利用“奇动偶定”原则确定绕线起点，通过增加承担物重的绳子段数减小拉力，属于滑轮组应用的基础题型，需掌握绕线的规律。
【难度系数】
0.5
要使人提起重物的拉力最小，需让滑轮组中承担物重的绳子段数最多。本题包含1个定滑轮和1个动滑轮，最多可由3段绳子承担物重，因此需按照“奇动偶定”的绕线原则，从动滑轮挂钩开始绕线，以实现最大段数的绳子承担物重，从而得到最小拉力。
【解析】
对于由1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组，要使拉力最小，承担物重的绳子段数应取最大值3。根据“奇动偶定”原则，当绳子段数为奇数时，绳子起点在动滑轮上。具体绕线步骤：从动滑轮的上端挂钩开始，向上绕过定滑轮，再向下绕过动滑轮，最终拉力方向向上，此时拉力F=G/3，为最小拉力。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线、滑轮组工作原理
【点评】
本题考查滑轮组绕线的核心方法，利用“奇动偶定”原则确定绕线起点，通过增加承担物重的绳子段数减小拉力，属于滑轮组应用的基础题型，需掌握绕线的规律。
【难度系数】
0.5
5. 如图所示是探究动滑轮工作特点的实验场景,实验中记录的数据如下表所示。
|实验序号|动滑轮重$G_{动}/N$|钩码重$G/N$|钩码上升高度$h/m$|绳的拉力$F/N$|绳端移动距离$s/m$|
|----|----|----|----|----|----|
|1|0.1|1|
|0.6|0.4|
|2|0.1|2|0.2|1.1|0.4|
|3|0.2|2|0.2|1.2|0.4|
(1)实验过程中可以发现,使用动滑轮
(2)在探究过程中,弹簧测力计应
(3)分析表中数据可知,$F≠\frac{G_{动}+G}{2}$,可能的原因是:
(4)根据表格分析可知:拉力做功的功率
|实验序号|动滑轮重$G_{动}/N$|钩码重$G/N$|钩码上升高度$h/m$|绳的拉力$F/N$|绳端移动距离$s/m$|
|----|----|----|----|----|----|
|1|0.1|1|
|0.6|0.4||2|0.1|2|0.2|1.1|0.4|
|3|0.2|2|0.2|1.2|0.4|
(1)实验过程中可以发现,使用动滑轮
可以
(填“可以”或“不可以”)省力,不可以
(填“可以”或“不可以”)改变施力的方向。(2)在探究过程中,弹簧测力计应
竖直向上匀速
拉动。(3)分析表中数据可知,$F≠\frac{G_{动}+G}{2}$,可能的原因是:
轮和轴、绳和轮之间有摩擦,绳子有自重
。(4)根据表格分析可知:拉力做功的功率
大于
(填“大于”“小于”或“等于”)钩码克服自身重力做功的功率。答案
(1)可以；不可以
(2)竖直向上匀速
(3)轮和轴、绳和轮之间有摩擦,绳子有自重
(4)大于
(2)竖直向上匀速
(3)轮和轴、绳和轮之间有摩擦,绳子有自重
(4)大于
解析
【分析】
先针对每个问题的思考方向梳理：
1. 第(1)题：对比钩码重力G和绳端拉力F，发现F小于G，说明动滑轮省力；而动滑轮的核心特点是省力但无法改变施力方向，定滑轮才具备改变力方向的作用，据此判断。
2. 第(2)题：弹簧测力计拉动时，只有竖直向上匀速拉动，才能保证动滑轮处于平衡状态，此时拉力大小等于测力计示数，测量结果准确。
3. 第(3)题：理想状态下动滑轮拉力公式为F=(G动+G)/2，但实际实验中存在额外因素，导致实际拉力偏离理想值，需考虑摩擦和绳子自重的影响。
4. 第(4)题：功率P=W/t，相同时间内，分别计算拉力做功和钩码克服重力做功，比较总功和有用功的大小，进而判断功率关系。
【解析】
(1) 由实验数据可知，绳端拉力F始终小于钩码重力G，因此使用动滑轮可以省力；动滑轮只能省力，不能改变施力方向，故填“可以”“不可以”。
(2) 实验中，为使弹簧测力计示数等于拉力大小，需竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时动滑轮受力平衡，拉力测量准确。
(3) 理想情况下动滑轮拉力F=(G动+G)/2，但实际实验中，轮与轴、绳与轮之间存在摩擦，且绳子有自重，这些都会产生额外功，导致实际拉力大于理想值，因此F≠(G动+G)/2。
(4) 功率P=W/t，相同时间t内，拉力做功W总=F·s，钩码克服重力做功W有=G·h。以实验2为例，W总=1.1N×0.4m=0.44J，W有=2N×0.2m=0.4J，W总＞W有，t相同，故拉力做功的功率大于钩码克服自身重力做功的功率。
【答案】
(1)可以；不可以
(2)竖直向上匀速
(3)轮和轴、绳和轮之间有摩擦，绳子有自重
(4)大于
【知识点】
动滑轮的特点、弹簧测力计的使用、功率计算
【点评】
本题围绕动滑轮实验展开，考查动滑轮的工作特点、弹簧测力计的正确操作、实际拉力与理想值的差异原因及功率比较，属于基础实验题，需结合实验数据和实际情况分析，难度适中。
【难度系数】
0.7
先针对每个问题的思考方向梳理：
1. 第(1)题：对比钩码重力G和绳端拉力F，发现F小于G，说明动滑轮省力；而动滑轮的核心特点是省力但无法改变施力方向，定滑轮才具备改变力方向的作用，据此判断。
2. 第(2)题：弹簧测力计拉动时，只有竖直向上匀速拉动，才能保证动滑轮处于平衡状态，此时拉力大小等于测力计示数，测量结果准确。
3. 第(3)题：理想状态下动滑轮拉力公式为F=(G动+G)/2，但实际实验中存在额外因素，导致实际拉力偏离理想值，需考虑摩擦和绳子自重的影响。
4. 第(4)题：功率P=W/t，相同时间内，分别计算拉力做功和钩码克服重力做功，比较总功和有用功的大小，进而判断功率关系。
【解析】
(1) 由实验数据可知，绳端拉力F始终小于钩码重力G，因此使用动滑轮可以省力；动滑轮只能省力，不能改变施力方向，故填“可以”“不可以”。
(2) 实验中，为使弹簧测力计示数等于拉力大小，需竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时动滑轮受力平衡，拉力测量准确。
(3) 理想情况下动滑轮拉力F=(G动+G)/2，但实际实验中，轮与轴、绳与轮之间存在摩擦，且绳子有自重，这些都会产生额外功，导致实际拉力大于理想值，因此F≠(G动+G)/2。
(4) 功率P=W/t，相同时间t内，拉力做功W总=F·s，钩码克服重力做功W有=G·h。以实验2为例，W总=1.1N×0.4m=0.44J，W有=2N×0.2m=0.4J，W总＞W有，t相同，故拉力做功的功率大于钩码克服自身重力做功的功率。
【答案】
(1)可以；不可以
(2)竖直向上匀速
(3)轮和轴、绳和轮之间有摩擦，绳子有自重
(4)大于
【知识点】
动滑轮的特点、弹簧测力计的使用、功率计算
【点评】
本题围绕动滑轮实验展开，考查动滑轮的工作特点、弹簧测力计的正确操作、实际拉力与理想值的差异原因及功率比较，属于基础实验题，需结合实验数据和实际情况分析，难度适中。
【难度系数】
0.7
6.如图所示，搬运工人用滑轮组提升重为540 N的物体，以0.2 m/s的速度匀速上升了10 s，搬运工人所用的拉力为200 N。(不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦)求：
(1)物体上升的高度。
(2)绳子自由端移动的距离。
(3)动滑轮的重力。
(1)物体上升的高度。
(2)绳子自由端移动的距离。
(3)动滑轮的重力。
答案
(1)由$v=\dfrac{s}{t}$可得,物体上升的高度：
$h=s=vt=0.2\ \mathrm{m/s} × 10\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{m}$
(2)由图可知,重物由3段绳子承担,所以绳子自由端移动的距离为：
$s_{\mathrm{绳}}=3h=3 × 2\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{m}$
(3)由图可知,重物由3段绳子承担,故：
$F=\dfrac{1}{n}G_{\mathrm{总}}=\dfrac{1}{3} × (G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$
$G_{\mathrm{动}}=3F-G_{\mathrm{物}}=3 × 200\ \mathrm{N}-540\ \mathrm{N}=60\ \mathrm{N}$
$h=s=vt=0.2\ \mathrm{m/s} × 10\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{m}$
(2)由图可知,重物由3段绳子承担,所以绳子自由端移动的距离为：
$s_{\mathrm{绳}}=3h=3 × 2\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{m}$
(3)由图可知,重物由3段绳子承担,故：
$F=\dfrac{1}{n}G_{\mathrm{总}}=\dfrac{1}{3} × (G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}})$
$G_{\mathrm{动}}=3F-G_{\mathrm{物}}=3 × 200\ \mathrm{N}-540\ \mathrm{N}=60\ \mathrm{N}$
解析
【分析】
要解决这道滑轮组的计算题，需分三步拆解思路：
1. 求物体上升高度：已知物体上升的速度和时间，利用速度公式的变形即可计算；
2. 求绳子自由端移动距离：先判断承担物重的绳子段数，再根据滑轮组中绳子自由端移动距离与物体上升高度的关系计算；
3. 求动滑轮重力：不计绳重和摩擦时，利用滑轮组拉力公式变形，即可求出动滑轮的重力。
【解析】
(1) 根据速度公式 $ v = \dfrac{s}{t} $，变形可得物体上升的高度：
$ h = vt = 0.2\ \mathrm{m/s} × 10\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{m} $；
(2) 由图可知，承担物重的绳子段数 $ n=3 $，因此绳子自由端移动的距离：
$ s_{\mathrm{绳}} = 3h = 3 × 2\ \mathrm{m} = 6\ \mathrm{m} $；
(3) 不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦，滑轮组拉力公式为 $ F = \dfrac{1}{n}(G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}}) $，变形得动滑轮的重力：
$ G_{\mathrm{动}} = 3F - G_{\mathrm{物}} = 3 × 200\ \mathrm{N} - 540\ \mathrm{N} = 60\ \mathrm{N} $。
【答案】
(1) 物体上升的高度为2 m；
(2) 绳子自由端移动的距离为6 m；
(3) 动滑轮的重力为60 N。
【知识点】
滑轮组的应用、速度公式
【点评】
本题是滑轮组的基础计算题，考查速度公式和滑轮组核心公式的应用，关键是正确判断承担物重的绳子段数，属于对基础知识的常规考查，难度较低。
【难度系数】
0.7
要解决这道滑轮组的计算题，需分三步拆解思路：
1. 求物体上升高度：已知物体上升的速度和时间，利用速度公式的变形即可计算；
2. 求绳子自由端移动距离：先判断承担物重的绳子段数，再根据滑轮组中绳子自由端移动距离与物体上升高度的关系计算；
3. 求动滑轮重力：不计绳重和摩擦时，利用滑轮组拉力公式变形，即可求出动滑轮的重力。
【解析】
(1) 根据速度公式 $ v = \dfrac{s}{t} $，变形可得物体上升的高度：
$ h = vt = 0.2\ \mathrm{m/s} × 10\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{m} $；
(2) 由图可知，承担物重的绳子段数 $ n=3 $，因此绳子自由端移动的距离：
$ s_{\mathrm{绳}} = 3h = 3 × 2\ \mathrm{m} = 6\ \mathrm{m} $；
(3) 不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦，滑轮组拉力公式为 $ F = \dfrac{1}{n}(G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}}) $，变形得动滑轮的重力：
$ G_{\mathrm{动}} = 3F - G_{\mathrm{物}} = 3 × 200\ \mathrm{N} - 540\ \mathrm{N} = 60\ \mathrm{N} $。
【答案】
(1) 物体上升的高度为2 m；
(2) 绳子自由端移动的距离为6 m；
(3) 动滑轮的重力为60 N。
【知识点】
滑轮组的应用、速度公式
【点评】
本题是滑轮组的基础计算题，考查速度公式和滑轮组核心公式的应用，关键是正确判断承担物重的绳子段数，属于对基础知识的常规考查，难度较低。
【难度系数】
0.7
