5. 小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点,他将重为 $ 5 \, N $ 的物体匀速提高了 $ 1 \, m $,每个滑轮重均为 $ 1 \, N $,不计绳重及摩擦,则绳自由端移动距离是 $ m $,施加在绳自由端的拉力 $ F $ 是 $ N $,悬挂定滑轮处拉力 $ F' $ 是 $ N $。

2 3 10

【分析】
首先观察滑轮组的绕线，确定承担动滑轮和物重的绳子段数$n=2$；
1. 绳自由端移动距离可根据公式$s=nh$计算，其中$h$是物体上升高度；
2. 不计绳重及摩擦时，拉力$F$可利用公式$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$计算；
3. 分析悬挂定滑轮处的拉力$F'$，需要考虑定滑轮自身的重力，以及定滑轮受到的所有向下的绳子拉力，定滑轮上有3段绳子，每段拉力均为$F$，因此$F'=G_{定}+3F$。
【解析】
1. 计算绳自由端移动距离：
由图可知，承担物重的绳子段数$ n=2 $，根据$ s=nh $，代入$ h=1\,m $，得：
$ s=2×1\,m=2\,m $
2. 计算绳自由端的拉力$ F $：
不计绳重及摩擦，根据滑轮组拉力公式$ F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} $，代入$ G_{物}=5\,N $，$ G_{动}=1\,N $，$ n=2 $，得：
$ F=\frac{5\,N+1\,N}{2}=3\,N $
3. 计算悬挂定滑轮处拉力$ F' $：
定滑轮自身重力$ G_{定}=1\,N $，定滑轮受到3段绳子的向下拉力，每段拉力均为$ F=3\,N $，因此悬挂定滑轮处的拉力等于定滑轮重力加上3段绳子的拉力之和：
$ F'=G_{定}+3F=1\,N+3×3\,N=10\,N $
【答案】
2；3；10
【知识点】
滑轮组的特点、拉力计算、受力分析
【点评】
本题考查滑轮组的相关计算，需准确判断承担物重的绳子段数，同时在分析定滑轮处拉力时，要全面考虑定滑轮自身重力和受到的绳子拉力，避免遗漏受力情况。
【难度系数】
0.7

6. 用图甲的滑轮组提升重 $ 500 \, N $ 的物体,已知拉力 $ F $ 为 $ 200 \, N $,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是(选填“A”或“B”),动滑轮重为 $ N $。

A 100

【分析】
首先分析滑轮组的绳子段数，图甲中滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，因此相同时间内绳子自由端移动的距离是物体的3倍，速度也为物体的3倍，结合图乙的s-t图像，速度更大的图线对应绳子自由端；再利用不计绳重和摩擦时滑轮组的拉力公式，变形计算动滑轮的重力。
【解析】
1. 判断绳子自由端的运动图线：
由图甲可知，滑轮组中承担物重的绳子段数$n=3$，根据滑轮组的特点，相同时间内绳子自由端移动的距离$s_{\mathrm{绳}}=3s_{\mathrm{物}}$，即绳子自由端的速度是物体速度的3倍。
观察图乙：
图线A：当$t=2\,\mathrm{s}$时，$s=3\,\mathrm{m}$，速度$v_A=\frac{3\,\mathrm{m}}{2\,\mathrm{s}}=1.5\,\mathrm{m/s}$
图线B：当$t=4\,\mathrm{s}$时，$s=2\,\mathrm{m}$，速度$v_B=\frac{2\,\mathrm{m}}{4\,\mathrm{s}}=0.5\,\mathrm{m/s}$
因为$v_A=3v_B$，所以反映绳子自由端运动的图线是A。
2. 计算动滑轮的重力：
不计绳重和摩擦，根据滑轮组拉力公式$F=\frac{G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}}}{n}$，变形可得：
$G_{\mathrm{动}}=nF - G_{\mathrm{物}}$
代入数据：$G_{\mathrm{动}}=3×200\,\mathrm{N}-500\,\mathrm{N}=100\,\mathrm{N}$
【答案】
A；100
【知识点】
滑轮组的特点；s-t图像分析
【点评】
本题结合s-t图像考查滑轮组的综合应用，需先明确滑轮组的绳子段数，结合图像判断速度关系，再利用滑轮组公式计算动滑轮重力，需要熟练掌握滑轮组规律与图像分析方法。
【难度系数】
0.6

7. 如图所示,某同学研究动滑轮使用的特点,使用同一个动滑轮他每次都匀速提起钩码,细线的重力不计,每个钩码重 $ 1 \, N $。请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论。

(1) 根据分析可知,动滑轮受到的重力为$ N $。
(2) 比较(a)、(b)、(c)三图可知,。
(3) 比较(b)、(d)、(e)三图可知,。

（1）0.2 （2）使用动滑轮提起重物约可以省一半力 （3）使用动滑轮提起重物，沿不同方向的拉力大小不相等（或夹角越大，拉力越大）

【分析】
1. 对于第一问，我们可以利用动滑轮的省力公式推导动滑轮重力。回忆动滑轮工作原理，不计绳重和摩擦时，拉力是物重与动滑轮总重的一半，已知拉力和物重，即可求出动滑轮重力。
2. 第二问，观察(a)(b)(c)三图，拉力方向均为竖直向上，提升物重依次增大，通过对比拉力与总重的数值关系，总结动滑轮竖直使用时的省力特点。
3. 第三问，观察(b)(d)(e)三图，提升物重相同，拉力方向和大小不同，分析拉力方向（夹角）与拉力大小的变化规律，归纳拉力方向对动滑轮拉力的影响。
【解析】
（1）不计绳重和摩擦时，动滑轮的拉力公式为 $ F = \frac{G_{\mathrm{物}} + G_{\mathrm{动}}}{2} $，变形得 $ G_{\mathrm{动}} = 2F - G_{\mathrm{物}} $。
由图(a)知，$ F_1 = 0.6\,\mathrm{N} $，$ G_{\mathrm{物}} = 1\,\mathrm{N} $，代入公式：
$ G_{\mathrm{动}} = 2 × 0.6\,\mathrm{N} - 1\,\mathrm{N} = 0.2\,\mathrm{N} $。
（2）对比(a)(b)(c)三图：
图(a)：总重 $ G_{\mathrm{总1}} = 1\,\mathrm{N} + 0.2\,\mathrm{N} = 1.2\,\mathrm{N} $，$ F_1 = 0.6\,\mathrm{N} = \frac{1}{2}G_{\mathrm{总1}} $；
图(b)：总重 $ G_{\mathrm{总2}} = 2\,\mathrm{N} + 0.2\,\mathrm{N} = 2.2\,\mathrm{N} $，$ F_2 = 1.1\,\mathrm{N} = \frac{1}{2}G_{\mathrm{总2}} $；
图(c)：总重 $ G_{\mathrm{总3}} = 3\,\mathrm{N} + 0.2\,\mathrm{N} = 3.2\,\mathrm{N} $，$ F_3 = 1.6\,\mathrm{N} = \frac{1}{2}G_{\mathrm{总3}} $；
因此可得：使用动滑轮提起重物时，在不计绳重和摩擦的情况下，拉力约为总重力的一半，即可以省一半力。
（3）对比(b)(d)(e)三图：
提升物重均为2N，拉力方向逐渐偏离竖直方向，夹角逐渐增大，拉力从$ 1.1\,\mathrm{N} $增大到$ 1.5\,\mathrm{N} $、$ 2\,\mathrm{N} $。
因此可得：使用动滑轮提起同一重物时，沿不同方向的拉力大小不相等，且拉力与竖直方向的夹角越大，拉力越大。
【答案】
（1）$\boldsymbol{0.2}$
（2）使用动滑轮提起重物约可以省一半力
（3）使用动滑轮提起重物，沿不同方向的拉力大小不相等（或夹角越大，拉力越大）
【知识点】
动滑轮的特点，控制变量法，力的合成
【点评】
本题以实验探究形式考查动滑轮的使用特点，通过控制变量法分别探究物重、拉力方向对动滑轮拉力的影响，要求学生具备分析实验现象、归纳实验结论的能力，加深对动滑轮省力规律的理解。
【难度系数】
0.6

1. 如图所示,甲和乙两个物体通过细绳与弹簧连接在一起,甲重 $ 200 \, N $ 放在地面上,乙重 $ 150 \, N $ 被吊在空中,它们均保持静止,若不计弹簧及细绳所受重力,不计绳子与滑轮的摩擦,下列计算结果正确的是()

A.弹簧受到的拉力是 $ 50 \, N $
B.弹簧受到的拉力是 $ 0 $
C.甲物体对地的压力是 $ 200 \, N $
D.甲物体所受的合力为零

D

对乙物体受力分析，乙静止，受竖直向下重力$G_{乙}=150\,N$和竖直向上细绳拉力$F$，由二力平衡得$F=G_{乙}=150\,N$，弹簧拉力等于细绳拉力，为$150\,N$，A、B错误；
对甲物体受力分析，甲静止，受竖直向下重力$G_{甲}=200\,N$、竖直向上弹簧拉力$F=150\,N$和地面支持力$N$，由力的平衡得$N=G_{甲}-F=200\,N-150\,N=50\,N$，甲对地面压力与支持力大小相等，为$50\,N$，C错误；
甲静止，处于平衡状态，所受合力为零，D正确。
D