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3. (2024泰州)小华自制的提升重物的装置如图11-T-8所示，其中动滑轮重60 N。若被提升的物体重600 N，在拉力F作用下，物体在30 s内匀速上升6 m，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是 (
图11-T-8
A.绳端将拉下18 m
B.绳端移动的速度为0.2 m/s
C.拉力F的大小为300 N
D.滑轮组的机械效率约为91%
D
)图11-T-8
A.绳端将拉下18 m
B.绳端移动的速度为0.2 m/s
C.拉力F的大小为300 N
D.滑轮组的机械效率约为91%
答案
3.D
解析
【分析】
要解决本题，需先确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$，再结合滑轮组的相关公式逐一分析各选项：
1. 先判断滑轮组的绕线：动滑轮上有2段绳子承担物重，即$n=2$；
2. 针对每个选项，分别利用绳端移动距离公式$s=nh$、速度公式$v=\frac{s}{t}$、拉力公式$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$、机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$进行计算判断。
【解析】
由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数$n=2$，不计绳重和摩擦：
选项A：绳端移动距离$s=nh=2×6m=12m≠18m$，A错误；
选项B：绳端移动速度$v=\frac{s}{t}=\frac{12m}{30s}=0.4m/s≠0.2m/s$，B错误；
选项C：拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}=\frac{600N+60N}{2}=330N≠300N$，C错误；
选项D：有用功$W_{有}=G_{物}h=600N×6m=3600J$，总功$W_{总}=Fs=330N×12m=3960J$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{3600J}{3960J}×100\%\approx91\%$，D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组计算、机械效率
【点评】
本题考查滑轮组的基础计算，核心是确定承担物重的绳子段数，再结合对应公式分析，需注意各物理量的对应关系，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$，再结合滑轮组的相关公式逐一分析各选项：
1. 先判断滑轮组的绕线：动滑轮上有2段绳子承担物重，即$n=2$；
2. 针对每个选项，分别利用绳端移动距离公式$s=nh$、速度公式$v=\frac{s}{t}$、拉力公式$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$、机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$进行计算判断。
【解析】
由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数$n=2$，不计绳重和摩擦：
选项A：绳端移动距离$s=nh=2×6m=12m≠18m$，A错误；
选项B：绳端移动速度$v=\frac{s}{t}=\frac{12m}{30s}=0.4m/s≠0.2m/s$，B错误；
选项C：拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}=\frac{600N+60N}{2}=330N≠300N$，C错误；
选项D：有用功$W_{有}=G_{物}h=600N×6m=3600J$，总功$W_{总}=Fs=330N×12m=3960J$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{3600J}{3960J}×100\%\approx91\%$，D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组计算、机械效率
【点评】
本题考查滑轮组的基础计算，核心是确定承担物重的绳子段数，再结合对应公式分析，需注意各物理量的对应关系，难度适中。
【难度系数】
0.5
4. (2025镇江)图11-T-9甲为停车场的电子闸杆，其结构图如图乙所示，闸杆和摇杆组成一根可绕转轴O转动的杠杆，闸杆质量分布均匀，摇杆质量不计。当力F作用于A点时，闸杆恰好开始向上转动，下列说法正确的是 (
A.此装置可视为省力杠杆
B.力F的力臂为OA
C.闸杆重力的力臂为OB
D.当力F垂直于OA向下时，F为最小值
D
)A.此装置可视为省力杠杆
B.力F的力臂为OA
C.闸杆重力的力臂为OB
D.当力F垂直于OA向下时，F为最小值
答案
4.D
解析
【分析】本题考查杠杆的相关知识，解题思路为：先确定杠杆的支点、动力、阻力，再根据力臂的定义、杠杆的分类、杠杆平衡条件逐一分析各选项。明确该装置支点为O点，闸杆重力为阻力（作用在闸杆中点），动力F作用在A点；力臂是支点到力的作用线的垂直距离，省力杠杆的判断依据是动力臂大于阻力臂；根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。
【解析】
1. 选项A：该杠杆的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，A错误。
2. 选项B：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，OA是支点到动力作用点的距离，不是力F的力臂，B错误。
3. 选项C：闸杆重力的力臂是支点O到重力作用线的垂直距离，不是OB，C错误。
4. 选项D：根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，阻力和阻力臂一定时，动力臂越大动力越小；当F垂直于OA向下时，动力臂等于OA（最大动力臂），此时F最小，D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆平衡条件、力臂、杠杆分类
【点评】本题结合实际闸杆装置考查杠杆核心知识点，需准确理解力臂定义，掌握杠杆平衡条件的应用，属于基础应用题，注重知识的实际运用。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 选项A：该杠杆的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，A错误。
2. 选项B：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，OA是支点到动力作用点的距离，不是力F的力臂，B错误。
3. 选项C：闸杆重力的力臂是支点O到重力作用线的垂直距离，不是OB，C错误。
4. 选项D：根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，阻力和阻力臂一定时，动力臂越大动力越小；当F垂直于OA向下时，动力臂等于OA（最大动力臂），此时F最小，D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆平衡条件、力臂、杠杆分类
【点评】本题结合实际闸杆装置考查杠杆核心知识点，需准确理解力臂定义，掌握杠杆平衡条件的应用，属于基础应用题，注重知识的实际运用。
【难度系数】0.5
5. (2025无锡)如图11-T-10所示,在探究杠杆的平衡条件时,调节杠杆水平平衡后,在杠杆的左边20 cm处挂2个钩码,在杠杆的右边10 cm处用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置重新平衡,此时测力计的示数为
2
N;若测力计沿图中虚线方向向下拉,使杠杆在水平位置重新平衡,则测力计的示数会变大
(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是动力臂变小,阻力和阻力臂不变,则拉力会变大
。答案
5.2 变大 动力臂变小,阻力和阻力臂不变,则拉力会变大
解析
【分析】
要解决本题，需运用杠杆平衡条件（$F_1L_1=F_2L_2$）分析。首先确定竖直拉时的测力计示数：明确阻力、阻力臂、动力臂，结合弹簧测力计读数得到结果；当测力计倾斜拉时，需判断力臂的变化，再根据杠杆平衡条件判断拉力的变化。
【解析】
1. 竖直向下拉时：根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，由图中弹簧测力计刻度读取示数为$5.2\ \mathrm{N}$，此时阻力臂$L_2=20\ \mathrm{cm}$，动力臂$L_1=10\ \mathrm{cm}$，满足平衡关系。
2. 当测力计沿虚线方向向下拉时，动力的作用线不再与杠杆垂直，此时动力臂是支点到动力作用线的垂直距离，相比竖直拉时的动力臂变小；而阻力（钩码总重力）和阻力臂均不变，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，当$L_1$变小，$F_2$、$L_2$不变时，动力$F_1$会变大，因此测力计示数变大。
【答案】
5.2；变大；动力臂变小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件，拉力变大
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂的概念
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是理解力臂的定义（支点到力的作用线的垂直距离），倾斜拉时动力臂减小是易错点，需结合平衡条件分析力的变化，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需运用杠杆平衡条件（$F_1L_1=F_2L_2$）分析。首先确定竖直拉时的测力计示数：明确阻力、阻力臂、动力臂，结合弹簧测力计读数得到结果；当测力计倾斜拉时，需判断力臂的变化，再根据杠杆平衡条件判断拉力的变化。
【解析】
1. 竖直向下拉时：根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，由图中弹簧测力计刻度读取示数为$5.2\ \mathrm{N}$，此时阻力臂$L_2=20\ \mathrm{cm}$，动力臂$L_1=10\ \mathrm{cm}$，满足平衡关系。
2. 当测力计沿虚线方向向下拉时，动力的作用线不再与杠杆垂直，此时动力臂是支点到动力作用线的垂直距离，相比竖直拉时的动力臂变小；而阻力（钩码总重力）和阻力臂均不变，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，当$L_1$变小，$F_2$、$L_2$不变时，动力$F_1$会变大，因此测力计示数变大。
【答案】
5.2；变大；动力臂变小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件，拉力变大
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂的概念
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是理解力臂的定义（支点到力的作用线的垂直距离），倾斜拉时动力臂减小是易错点，需结合平衡条件分析力的变化，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
6. (2025徐州)陈毅元帅曾说：“淮海战役的胜利，是人民群众用小车推出来的。”如图11-T-11所示是当时群众运粮用的独轮车，请判断它应用的是
图11-T-11
图11-T-12
省力
杠杆，并简要说明你的判断依据：独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆
。图11-T-11
图11-T-12
答案
6.省力 独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆
解析
【分析】
要判断杠杆类型，需先明确杠杆分类的依据：动力臂大于阻力臂的为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的为等臂杠杆。接着分析独轮车的结构：独轮车的支点在车轮轴处，人对把手施加的力是动力，货物的重力是阻力，对比支点到动力作用线和支点到阻力作用线的距离，即可判断杠杆类型。
【解析】
根据杠杆分类规则，当动力臂大于阻力臂时，该杠杆为省力杠杆。独轮车的支点是车轮的转轴，动力作用在把手位置，阻力是车中货物的重力；动力臂是支点到动力作用线的距离，阻力臂是支点到阻力作用线的距离，观察可知动力臂大于阻力臂，因此独轮车属于省力杠杆。
【答案】
省力 独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆
【知识点】
杠杆的分类 省力杠杆的判断
【点评】
本题结合生活中的独轮车实例，考查杠杆分类的实际应用，属于基础题，要求学生掌握杠杆分类的判断方法，能将物理知识与生活场景结合。
【难度系数】
0.6
要判断杠杆类型，需先明确杠杆分类的依据：动力臂大于阻力臂的为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的为等臂杠杆。接着分析独轮车的结构：独轮车的支点在车轮轴处，人对把手施加的力是动力，货物的重力是阻力，对比支点到动力作用线和支点到阻力作用线的距离，即可判断杠杆类型。
【解析】
根据杠杆分类规则，当动力臂大于阻力臂时，该杠杆为省力杠杆。独轮车的支点是车轮的转轴，动力作用在把手位置，阻力是车中货物的重力；动力臂是支点到动力作用线的距离，阻力臂是支点到阻力作用线的距离，观察可知动力臂大于阻力臂，因此独轮车属于省力杠杆。
【答案】
省力 独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆
【知识点】
杠杆的分类 省力杠杆的判断
【点评】
本题结合生活中的独轮车实例，考查杠杆分类的实际应用，属于基础题，要求学生掌握杠杆分类的判断方法，能将物理知识与生活场景结合。
【难度系数】
0.6
7. (2025成都)在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图11-T-12所示，弹簧测力计静止时的示数是$F_1$、$F_2$，则$F_1$、$F_2$的大小关系是
$F_1=F_2$
；若钩码匀速上升0.1 m，则绳子自由端移动的距离是0.2
m。答案
7.$F_1=F_2$ 0.2
解析
【分析】
本题考查动滑轮的相关知识，解题思路分为两步：①判断两个弹簧测力计示数的关系：动滑轮的同一根绳子上拉力处处相等，装置静止时弹簧测力计示数等于绳子拉力，由此得出F₁和F₂的关系；②计算绳子自由端移动的距离：利用动滑轮绳子段数n=2，结合s=nh的公式计算。
【解析】
1. 对于F₁、F₂的大小关系：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，同一根绳子上的拉力大小相等，装置静止时弹簧测力计的示数等于绳子的拉力，因此F₁=F₂。
2. 对于绳子自由端移动的距离：动滑轮承担物重的绳子段数n=2，根据公式s=nh（h为钩码上升高度），已知h=0.1m，代入得s=2×0.1m=0.2m。
【答案】F₁=F₂；0.2
【知识点】动滑轮的特点、滑轮的距离计算
【点评】本题是动滑轮基础应用的题目，核心考查动滑轮的拉力规律和距离计算，属于教材基础知识点的直接应用，难度较低。
【难度系数】0.8
本题考查动滑轮的相关知识，解题思路分为两步：①判断两个弹簧测力计示数的关系：动滑轮的同一根绳子上拉力处处相等，装置静止时弹簧测力计示数等于绳子拉力，由此得出F₁和F₂的关系；②计算绳子自由端移动的距离：利用动滑轮绳子段数n=2，结合s=nh的公式计算。
【解析】
1. 对于F₁、F₂的大小关系：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，同一根绳子上的拉力大小相等，装置静止时弹簧测力计的示数等于绳子的拉力，因此F₁=F₂。
2. 对于绳子自由端移动的距离：动滑轮承担物重的绳子段数n=2，根据公式s=nh（h为钩码上升高度），已知h=0.1m，代入得s=2×0.1m=0.2m。
【答案】F₁=F₂；0.2
【知识点】动滑轮的特点、滑轮的距离计算
【点评】本题是动滑轮基础应用的题目，核心考查动滑轮的拉力规律和距离计算，属于教材基础知识点的直接应用，难度较低。
【难度系数】0.8
8. (2025乐山)如图11-T-13所示，在斜面上将一个重10 N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=6 N，斜面长s=0.6 m、高h=0.3 m，则拉力所做的功为
3.6
J；把重物直接提升h所做的功作为有用功，忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，则斜面对物体的摩擦力为1
N。答案
8.3.6 1
解析
【分析】
要解决本题，需明确：拉力做的功是总功，计算公式为$ W_{总}=Fs $；提升物体做的功是有用功，公式为$ W_{有}=Gh $；额外功是克服斜面摩擦力做的功，$ W_{额}=W_{总}-W_{有} $，且额外功也满足$ W_{额}=fs $，由此可求出摩擦力。
【解析】
1. 计算拉力做的总功：根据总功公式$ W_{总}=Fs $，代入$ F=6N $、$ s=0.6m $，得$ W_{总}=6N×0.6m=3.6J $。
2. 计算有用功：根据有用功公式$ W_{有}=Gh $，代入$ G=10N $、$ h=0.3m $，得$ W_{有}=10N×0.3m=3J $。
3. 计算额外功：$ W_{额}=W_{总}-W_{有}=3.6J-3J=0.6J $。
4. 计算摩擦力：额外功是克服摩擦力做功，即$ W_{额}=fs $，变形得$ f=\frac{W_{额}}{s} $，代入$ W_{额}=0.6J $、$ s=0.6m $，得$ f=\frac{0.6J}{0.6m}=1N $。
【答案】
3.6；1
【知识点】
斜面的功、有用功与额外功、摩擦力计算
【点评】
本题考查斜面相关的功的计算，需区分总功、有用功和额外功，利用额外功与摩擦力的关系求解摩擦力，属于基础题型，注重公式的应用。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需明确：拉力做的功是总功，计算公式为$ W_{总}=Fs $；提升物体做的功是有用功，公式为$ W_{有}=Gh $；额外功是克服斜面摩擦力做的功，$ W_{额}=W_{总}-W_{有} $，且额外功也满足$ W_{额}=fs $，由此可求出摩擦力。
【解析】
1. 计算拉力做的总功：根据总功公式$ W_{总}=Fs $，代入$ F=6N $、$ s=0.6m $，得$ W_{总}=6N×0.6m=3.6J $。
2. 计算有用功：根据有用功公式$ W_{有}=Gh $，代入$ G=10N $、$ h=0.3m $，得$ W_{有}=10N×0.3m=3J $。
3. 计算额外功：$ W_{额}=W_{总}-W_{有}=3.6J-3J=0.6J $。
4. 计算摩擦力：额外功是克服摩擦力做功，即$ W_{额}=fs $，变形得$ f=\frac{W_{额}}{s} $，代入$ W_{额}=0.6J $、$ s=0.6m $，得$ f=\frac{0.6J}{0.6m}=1N $。
【答案】
3.6；1
【知识点】
斜面的功、有用功与额外功、摩擦力计算
【点评】
本题考查斜面相关的功的计算，需区分总功、有用功和额外功，利用额外功与摩擦力的关系求解摩擦力，属于基础题型，注重公式的应用。
【难度系数】
0.5
9. (2025 南充)如图11-T-14所示,重为100 N的物体在水平拉力F为10 N的作用下,沿水平地面向左做匀速直线运动,物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12,若物体在10 s内向左移动了10 m,则拉力所做的功为
300
J,滑轮组有用功的功率为12
W。答案
9.300 12
解析
【分析】
解决本题需分步骤思考：①确定滑轮组的绳子段数：观察图中滑轮组，动滑轮上有3段绳子承担拉力，因此拉力移动的距离是物体移动距离的3倍；②明确水平滑轮组的有用功：水平方向拉动物体时，有用功是克服物体与地面间摩擦力做的功，而非克服重力做功；③结合功、功率的公式，分别计算拉力做的总功和有用功的功率。
【解析】
1. 计算拉力移动的距离：由图可知，滑轮组中动滑轮上的绳子段数$n=3$，物体向左移动的距离$s_{物}=10m$，因此拉力移动的距离$s = n × s_{物} = 3 × 10m = 30m$。
2. 计算拉力做的总功：根据功的公式$W=Fs$，代入拉力$F=10N$，拉力移动距离$s=30m$，得总功$W_{总}=10N × 30m = 300J$。
3. 计算物体受到的摩擦力：已知摩擦力是重力的0.12倍，物体重力$G=100N$，所以摩擦力$f=0.12G=0.12 × 100N = 12N$。
4. 计算滑轮组的有用功：水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做的功，即$W_{有}=f × s_{物}=12N × 10m = 120J$。
5. 计算有用功的功率：根据功率公式$P=\frac{W_{有}}{t}$，代入有用功$W_{有}=120J$，时间$t=10s$，得功率$P=\frac{120J}{10s}=12W$。
【答案】
300；12
【知识点】
水平滑轮组的功和功率、摩擦力计算
【点评】
本题是水平滑轮组的典型计算题，关键在于判断动滑轮上的绳子段数，且需明确水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做功（区别于竖直滑轮组克服重力做功），整体难度适中，考查学生对滑轮组功、功率的理解与应用能力。
【难度系数】
0.5
解决本题需分步骤思考：①确定滑轮组的绳子段数：观察图中滑轮组，动滑轮上有3段绳子承担拉力，因此拉力移动的距离是物体移动距离的3倍；②明确水平滑轮组的有用功：水平方向拉动物体时，有用功是克服物体与地面间摩擦力做的功，而非克服重力做功；③结合功、功率的公式，分别计算拉力做的总功和有用功的功率。
【解析】
1. 计算拉力移动的距离：由图可知，滑轮组中动滑轮上的绳子段数$n=3$，物体向左移动的距离$s_{物}=10m$，因此拉力移动的距离$s = n × s_{物} = 3 × 10m = 30m$。
2. 计算拉力做的总功：根据功的公式$W=Fs$，代入拉力$F=10N$，拉力移动距离$s=30m$，得总功$W_{总}=10N × 30m = 300J$。
3. 计算物体受到的摩擦力：已知摩擦力是重力的0.12倍，物体重力$G=100N$，所以摩擦力$f=0.12G=0.12 × 100N = 12N$。
4. 计算滑轮组的有用功：水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做的功，即$W_{有}=f × s_{物}=12N × 10m = 120J$。
5. 计算有用功的功率：根据功率公式$P=\frac{W_{有}}{t}$，代入有用功$W_{有}=120J$，时间$t=10s$，得功率$P=\frac{120J}{10s}=12W$。
【答案】
300；12
【知识点】
水平滑轮组的功和功率、摩擦力计算
【点评】
本题是水平滑轮组的典型计算题，关键在于判断动滑轮上的绳子段数，且需明确水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做功（区别于竖直滑轮组克服重力做功），整体难度适中，考查学生对滑轮组功、功率的理解与应用能力。
【难度系数】
0.5
