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13. 如图12-3-12所示,甲物体重5 N,乙物体重3 N,弹簧测力计自重及摩擦均不计,则当甲、乙两物体静止时,弹簧测力计的读数为
3
$\mathrm{N}$,物体乙所受的合力为0
$\mathrm{N}$,地面对甲物体支持力为2
$\mathrm{N}$。答案
13.3 0 2 [解析]对乙物体进行受力分析可知，乙受到向下的重力和向上的绳子拉力，因乙物体静止，受力平衡，故绳子的拉力等于乙物体所受的重力，为3N。物体间力的作用是相互的，乙对绳子的拉力也为3N。定滑轮不改变力的大小，且弹簧测力计静止，水平方向上受到的力是一对平衡力，故甲物体对弹簧测力计的拉力也为3N，所以弹簧测力计的示数为3N。因乙物体处于静止状态，即受力平衡，故所受合力为0N。对甲物体进行受力分析可知，甲受到绳子竖直向上的拉力（大小等于甲对绳子的拉力3N）、竖直向上的支持力和竖直向下的重力5N，处于三力平衡状态，所以支持力等于重力和拉力的差值，为2N。
解析
【分析】
我们可以通过分步对不同物体进行受力分析来解题：
1. 先分析乙物体：乙静止，处于平衡状态，受到的重力和绳子拉力是一对平衡力，据此可得出绳子拉力的大小；
2. 分析弹簧测力计：定滑轮不改变力的大小，弹簧测力计静止时，其受到的拉力与绳子对乙的拉力大小相等，因此弹簧测力计的示数等于该拉力；
3. 乙处于静止的平衡状态，根据平衡状态的特点，其合力为0；
4. 最后分析甲物体：甲受到重力、绳子拉力和地面的支持力，三力平衡，据此可计算出地面对甲的支持力。
【解析】
1. 对乙物体受力分析：乙静止，受到竖直向下的重力$G_乙=3\mathrm{N}$和竖直向上的绳子拉力$F_拉$，根据二力平衡条件，可得$F_拉=G_乙=3\mathrm{N}$；
2. 弹簧测力计的读数：定滑轮不改变力的大小，弹簧测力计静止，水平方向受力平衡，因此弹簧测力计的示数等于绳子对它的拉力，即$3\mathrm{N}$；
3. 乙的合力：由于乙处于静止的平衡状态，根据平衡状态的性质，物体所受合力为$0\mathrm{N}$；
4. 对甲物体受力分析：甲受到竖直向下的重力$G_甲=5\mathrm{N}$、竖直向上的绳子拉力$F_拉'=3\mathrm{N}$（与绳子对乙的拉力大小相等）、竖直向上的地面支持力$F_支$。根据三力平衡关系$G_甲=F_拉'+F_支$，可得$F_支=G_甲-F_拉'=5\mathrm{N}-3\mathrm{N}=2\mathrm{N}$。
【答案】
3；0；2
【知识点】
定滑轮的特点；二力平衡条件；受力分析
【点评】
本题重点考查受力分析与平衡条件的应用，解题的核心是明确定滑轮的工作特点，准确对各物体进行受力分析，利用平衡条件推导力的大小关系。
【难度系数】
0.7
我们可以通过分步对不同物体进行受力分析来解题：
1. 先分析乙物体：乙静止，处于平衡状态，受到的重力和绳子拉力是一对平衡力，据此可得出绳子拉力的大小；
2. 分析弹簧测力计：定滑轮不改变力的大小，弹簧测力计静止时，其受到的拉力与绳子对乙的拉力大小相等，因此弹簧测力计的示数等于该拉力；
3. 乙处于静止的平衡状态，根据平衡状态的特点，其合力为0；
4. 最后分析甲物体：甲受到重力、绳子拉力和地面的支持力，三力平衡，据此可计算出地面对甲的支持力。
【解析】
1. 对乙物体受力分析：乙静止，受到竖直向下的重力$G_乙=3\mathrm{N}$和竖直向上的绳子拉力$F_拉$，根据二力平衡条件，可得$F_拉=G_乙=3\mathrm{N}$；
2. 弹簧测力计的读数：定滑轮不改变力的大小，弹簧测力计静止，水平方向受力平衡，因此弹簧测力计的示数等于绳子对它的拉力，即$3\mathrm{N}$；
3. 乙的合力：由于乙处于静止的平衡状态，根据平衡状态的性质，物体所受合力为$0\mathrm{N}$；
4. 对甲物体受力分析：甲受到竖直向下的重力$G_甲=5\mathrm{N}$、竖直向上的绳子拉力$F_拉'=3\mathrm{N}$（与绳子对乙的拉力大小相等）、竖直向上的地面支持力$F_支$。根据三力平衡关系$G_甲=F_拉'+F_支$，可得$F_支=G_甲-F_拉'=5\mathrm{N}-3\mathrm{N}=2\mathrm{N}$。
【答案】
3；0；2
【知识点】
定滑轮的特点；二力平衡条件；受力分析
【点评】
本题重点考查受力分析与平衡条件的应用，解题的核心是明确定滑轮的工作特点，准确对各物体进行受力分析，利用平衡条件推导力的大小关系。
【难度系数】
0.7
14. (1)如图12-3-13所示,通过滑轮组向上提升重物,请画出最省力的绕绳方法。
(2)如图12-3-14所示,利用滑轮组拉着重物A沿水平方向做匀速直线运动。请在图中画出滑轮组最省力的绕线示意图。
(3)(2023,武威)如图12-3-15所示,小亮站在地面用滑轮组将重物运到楼的高处,请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
(2)如图12-3-14所示,利用滑轮组拉着重物A沿水平方向做匀速直线运动。请在图中画出滑轮组最省力的绕线示意图。
(3)(2023,武威)如图12-3-15所示,小亮站在地面用滑轮组将重物运到楼的高处,请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
答案
14.(1)如图答12−6所示。
(2)如图答12−7所示。
(3)如图答12−8所示。
解析
【分析】
要画出滑轮组最省力的绕绳方法，核心是让承担物重（或摩擦力）的绳子段数尽可能多，同时结合实际操作的拉力方向需求：
1. 对于竖直提升重物的滑轮组，最省力的思路是从动滑轮的挂钩开始绕绳，这样能使承担物重的绳子段数最多；
2. 水平拉动重物的滑轮组，拉力克服的是摩擦力，同样遵循“绳子段数越多越省力”的原则，从动滑轮挂钩开始绕绳可获得最多的受力绳段；
3. 小亮站在地面拉重物，需保证绳子自由端向下，因此要在满足省力的同时兼顾拉力方向，应从定滑轮挂钩开始绕绳，既保证较多的受力绳段，又符合地面拉绳的操作要求。
【解析】
(1) 从动滑轮的上端挂钩起，先绕过定滑轮，再绕回动滑轮，完成绕绳，此时有3段绳子承担物重，为该滑轮组最省力的绕法；
(2) 从动滑轮的挂钩起，先绕过定滑轮，再绕回动滑轮，此时有3段绳子承担摩擦力，为该水平滑轮组最省力的绕法；
(3) 将绳子一端固定在定滑轮的挂钩上，先向下绕过动滑轮，再向上绕过定滑轮，使绳子自由端向下，此时有2段绳子承担物重，是符合人站在地面拉绳的最省力绕法。
（具体绕绳示意图见参考答案中的图答12−6、图答12−7、图答12−8）
【答案】
(1) 如图答12−6所示；(2) 如图答12−7所示；(3) 如图答12−8所示
【知识点】
滑轮组绕绳技巧、滑轮组省力原理
【点评】
本题围绕不同应用场景下的滑轮组绕绳问题展开，重点考查对滑轮组省力本质的理解，即承担力的绳子段数越多越省力，同时需结合实际操作的拉力方向限制调整绕绳方式，培养学生结合实际解决问题的能力。
【难度系数】
0.6
要画出滑轮组最省力的绕绳方法，核心是让承担物重（或摩擦力）的绳子段数尽可能多，同时结合实际操作的拉力方向需求：
1. 对于竖直提升重物的滑轮组，最省力的思路是从动滑轮的挂钩开始绕绳，这样能使承担物重的绳子段数最多；
2. 水平拉动重物的滑轮组，拉力克服的是摩擦力，同样遵循“绳子段数越多越省力”的原则，从动滑轮挂钩开始绕绳可获得最多的受力绳段；
3. 小亮站在地面拉重物，需保证绳子自由端向下，因此要在满足省力的同时兼顾拉力方向，应从定滑轮挂钩开始绕绳，既保证较多的受力绳段，又符合地面拉绳的操作要求。
【解析】
(1) 从动滑轮的上端挂钩起，先绕过定滑轮，再绕回动滑轮，完成绕绳，此时有3段绳子承担物重，为该滑轮组最省力的绕法；
(2) 从动滑轮的挂钩起，先绕过定滑轮，再绕回动滑轮，此时有3段绳子承担摩擦力，为该水平滑轮组最省力的绕法；
(3) 将绳子一端固定在定滑轮的挂钩上，先向下绕过动滑轮，再向上绕过定滑轮，使绳子自由端向下，此时有2段绳子承担物重，是符合人站在地面拉绳的最省力绕法。
（具体绕绳示意图见参考答案中的图答12−6、图答12−7、图答12−8）
【答案】
(1) 如图答12−6所示；(2) 如图答12−7所示；(3) 如图答12−8所示
【知识点】
滑轮组绕绳技巧、滑轮组省力原理
【点评】
本题围绕不同应用场景下的滑轮组绕绳问题展开，重点考查对滑轮组省力本质的理解，即承担力的绳子段数越多越省力，同时需结合实际操作的拉力方向限制调整绕绳方式，培养学生结合实际解决问题的能力。
【难度系数】
0.6
15. 在“研究定滑轮和动滑轮的特点”实验时,老师用同一个滑轮做了四次演示,前两次按图12-3-16甲、乙进行,后两次按图12-3-16甲、丙进行,并将测得的数据记录在表格中。
(1)分析第1、2次的数据及观察到的现象,可以得出结论:使用定滑轮
(2)用图12-3-16丙进行实验时,应沿
(3)在本实验中进行了多次实验,目的是
A. 从多次实验中选取最准确的数据
B. 多次测量取平均值,减小误差
C. 从特殊现象中得到普遍规律
D. 利用控制变量法
(1)分析第1、2次的数据及观察到的现象,可以得出结论:使用定滑轮
不能
(选填“能”或“不能”)省距离,可以
(选填“可以”或“不可以”)改变力的方向;用图12-3-16乙进行实验时,若将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,拉力的大小将不变
(选填“变大”“不变”或“变小”)。(2)用图12-3-16丙进行实验时,应沿
竖直
方向匀速拉动绳子自由端。分析第3、4次数据发现,拉力的大小总比钩码自重的一半要大,这主要是因为动滑轮自身受到重力
。(3)在本实验中进行了多次实验,目的是
C
。A. 从多次实验中选取最准确的数据
B. 多次测量取平均值,减小误差
C. 从特殊现象中得到普遍规律
D. 利用控制变量法
答案
15.(1)不能 可以 不变 (2)竖直 动滑轮自身受到重力 (3)C [解析](1)定滑轮的实质是等臂杠杆，既不能省力也不能省距离；但是定滑轮可以改变力的方向；如题图乙所示，若改变拉力方向，拉力的大小将不变，由于定滑轮是支点在轴上的等臂杠杆，力的方向发生改变时，动力臂大小不变，阻力和阻力臂也不变，根据杠杆平衡原理可知，动力也不变。(2)使用动滑轮进行实验时，应沿竖直方向匀速拉动绳子自由端，这样才最省力；分析第3、4次数据发现，拉力的大小总比钩码自重的一半要大，主要原因是动滑轮自身受到重力。(3)本实验中进行了多次实验，目的是通过对实验数据的分析，总结归纳出定滑轮和动滑轮的特点，从特殊现象中得到普遍规律，选项C符合题意。
解析
【分析】
1. 第(1)问：先对比第1、2次实验数据，定滑轮实验中拉力大小等于钩码重力，绳子自由端移动距离等于钩码上升高度，由此可知定滑轮不能省距离；通过甲、乙图拉力方向不同却都能拉起钩码，说明定滑轮可以改变力的方向。当拉力方向变为水平向右时，定滑轮是等臂杠杆，动力臂、阻力臂、阻力大小均不变，根据杠杆平衡条件，拉力大小不变。
2. 第(2)问：使用动滑轮时，沿竖直方向拉动能让动力臂达到最大，此时最省力；第3、4次实验中拉力比钩码自重一半大，是因为动滑轮自身有重力，拉力需要同时克服钩码重力和动滑轮自身重力。
3. 第(3)问：本实验是探究滑轮的普遍特点，多次实验是为了避免偶然性，从特殊现象中总结出普遍规律，并非为了减小误差，因此选C。
【解析】
(1) 定滑轮的实质是等臂杠杆，既不能省力也不能省距离；但可以改变力的方向。题图乙中，改变拉力方向时，定滑轮的动力臂、阻力和阻力臂均不变，根据杠杆平衡原理，拉力大小不变。
(2) 使用动滑轮时，沿竖直方向匀速拉动绳子自由端，此时动力臂为滑轮直径，是最大的动力臂，最省力；拉力大小总比钩码自重的一半大，主要是因为动滑轮自身受到重力，拉力需要克服钩码重力和动滑轮自身重力。
(3) 本实验多次实验的目的是通过对多组实验数据和现象的分析，归纳总结出定滑轮和动滑轮的普遍特点，避免实验偶然性，即从特殊现象中得到普遍规律，故选C。
【答案】
(1) 不能 可以 不变
(2) 竖直 动滑轮自身受到重力
(3)C
【知识点】
定滑轮的特点、动滑轮的特点、实验归纳法
【点评】
本题以实验探究为载体，考查定滑轮和动滑轮的特点，结合杠杆原理分析滑轮实质，同时考查实验中多次实验的目的，既注重基础知识的掌握，又强调实验探究思路的理解。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：先对比第1、2次实验数据，定滑轮实验中拉力大小等于钩码重力，绳子自由端移动距离等于钩码上升高度，由此可知定滑轮不能省距离；通过甲、乙图拉力方向不同却都能拉起钩码，说明定滑轮可以改变力的方向。当拉力方向变为水平向右时，定滑轮是等臂杠杆，动力臂、阻力臂、阻力大小均不变，根据杠杆平衡条件，拉力大小不变。
2. 第(2)问：使用动滑轮时，沿竖直方向拉动能让动力臂达到最大，此时最省力；第3、4次实验中拉力比钩码自重一半大，是因为动滑轮自身有重力，拉力需要同时克服钩码重力和动滑轮自身重力。
3. 第(3)问：本实验是探究滑轮的普遍特点，多次实验是为了避免偶然性，从特殊现象中总结出普遍规律，并非为了减小误差，因此选C。
【解析】
(1) 定滑轮的实质是等臂杠杆，既不能省力也不能省距离；但可以改变力的方向。题图乙中，改变拉力方向时，定滑轮的动力臂、阻力和阻力臂均不变，根据杠杆平衡原理，拉力大小不变。
(2) 使用动滑轮时，沿竖直方向匀速拉动绳子自由端，此时动力臂为滑轮直径，是最大的动力臂，最省力；拉力大小总比钩码自重的一半大，主要是因为动滑轮自身受到重力，拉力需要克服钩码重力和动滑轮自身重力。
(3) 本实验多次实验的目的是通过对多组实验数据和现象的分析，归纳总结出定滑轮和动滑轮的普遍特点，避免实验偶然性，即从特殊现象中得到普遍规律，故选C。
【答案】
(1) 不能 可以 不变
(2) 竖直 动滑轮自身受到重力
(3)C
【知识点】
定滑轮的特点、动滑轮的特点、实验归纳法
【点评】
本题以实验探究为载体，考查定滑轮和动滑轮的特点，结合杠杆原理分析滑轮实质，同时考查实验中多次实验的目的，既注重基础知识的掌握，又强调实验探究思路的理解。
【难度系数】
0.6
