1. 新素养 科学探究 同学们共同研究滑轮的特点。
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变。他们通过进一步分析还发现：定滑轮相当于一个杠杆。

（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4 N的重物，如图乙所示。记录的数据如表所示。
① 通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以省力，但不能改变；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提升总重力的。在实验中测绳端拉力时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，且在（静止/拉动）时读数。
② 若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择滑轮与重力的物体来进行实验对比。（相同/不同）

力的方向
等臂
力的方向
一半
拉动
相同
相同

【分析】
本题考查滑轮特点的探究，解题思路为：1. 结合定滑轮的实验现象，分析其特点与对应的杠杆类型；2. 依据动滑轮的实验数据，总结其特点，明确拉力的计算依据、读数时机；3. 运用控制变量法，分析研究拉力方向对动滑轮拉力影响的实验设计要求。
【解析】
（1）观察图甲的定滑轮实验，改变拉力方向时，拉力大小与物重相近，说明使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；定滑轮的支点在滑轮中心，动力臂等于阻力臂，相当于等臂杠杆。
（2）① 分析动滑轮实验，拉力方向与重物提升方向一致，说明使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向；不考虑绳重、滑轮与绳的摩擦时，动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，因此弹簧测力计的示数等于提升总重力的一半；测绳端拉力时，需在拉动时读数，因为静止时无摩擦，拉力偏小，无法反映实际工作状态。
② 研究拉力方向对动滑轮拉力的影响，需采用控制变量法，保持滑轮相同、物体重力相同，仅改变拉力方向，因此选择相同滑轮与相同重力的物体进行对比实验。
【答案】
力的方向；等臂；力的方向；一半；拉动；相同；相同
【知识点】
滑轮的特点；定滑轮与动滑轮的实质；控制变量法
【点评】
本题为科学探究类基础题，聚焦滑轮的核心特点与实验探究的控制变量原则，考查学生对基础知识的掌握及实验设计能力，属于对物理核心概念的应用考查。
【难度系数】
0.3

2. [2025 新疆]小明用一个动滑轮将重为2 N的物体匀速竖直向上提升时，作用在绳子自由端的拉力不可能是（）

A.1.0 N
B.1.2 N
C.1.4 N
D.1.6 N

A

【分析】
要解决这道题，需明确动滑轮的工作特点：理想状态下动滑轮可省一半力，但实际使用时要考虑动滑轮自重、绳重及摩擦的影响，拉力会大于理想值。首先计算理想状态下的拉力，再结合实际情况判断选项。
【解析】
动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，理想状态（不计动滑轮重、绳重及摩擦）下，拉力$ F=\frac{G}{2}=\frac{2N}{2}=1N $；但实际使用动滑轮时，必须克服动滑轮自身重力、绳重及摩擦做功，因此实际拉力一定大于1N。对比选项，A选项的1.0N等于理想拉力，不符合实际，故不可能的是A。
【答案】
A
【知识点】
动滑轮的特点、实际机械的拉力计算
【点评】
本题考查动滑轮的实际应用，核心是区分理想状态与实际状态的拉力差异，需注意实际使用中额外因素对拉力的影响，属于基础概念应用类题目。
【难度系数】
0.6

3. [2025 福建]如图所示为探究摩擦力的实验装置。当桶和沙的总质量为 0.24 kg 时，木块和木板在水平桌面上保持静止，力传感器的示数为 0.4 N。a、b 两段轻绳均与桌面平行。图中滑轮的作用是。不计绳与滑轮间的摩擦，桌面对木板的摩擦力大小为N。（g 取 10 N/kg）

改变力的
方向
2

【分析】首先，图中的滑轮为定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，不省力。接下来通过受力分析解题：木块静止时，水平方向受力平衡，力传感器的拉力等于木板对木块的摩擦力；再计算桶和沙的总重力，得到绳子对木板的拉力；最后对木板受力分析，利用平衡条件求出桌面对木板的摩擦力。
【解析】1. 滑轮的作用：图中滑轮是定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，因此该滑轮的作用是改变力的方向。2. 计算桶和沙的总重力：$G=mg=0.24\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=2.4\ \mathrm{N}$，不计绳与滑轮间的摩擦，绳子b对木板的拉力等于桶和沙的总重力，即$F=G=2.4\ \mathrm{N}$。3. 对木块受力分析：木块静止，水平方向受力平衡，力传感器示数为0.4N，说明木板对木块的摩擦力$f_1=0.4\ \mathrm{N}$；根据力的作用是相互的，木块对木板的摩擦力$f_1'=f_1=0.4\ \mathrm{N}$，方向向左。4. 对木板受力分析：木板静止，水平方向受力平衡，向右的拉力$F$等于向左的木块对木板的摩擦力$f_1'$与桌面对木板的摩擦力$f_2$之和，即$F=f_1'+f_2$，因此桌面对木板的摩擦力$f_2=F-f_1'=2.4\ \mathrm{N}-0.4\ \mathrm{N}=2\ \mathrm{N}$。
【答案】改变力的方向；2
【知识点】定滑轮的作用、摩擦力计算、二力平衡
【点评】本题结合实验装置考查定滑轮的作用和摩擦力的计算，需分别对木块和木板受力分析，利用二力平衡和力的相互性求解，是力学基础题型，难度适中。
【难度系数】0.5

4. 用动滑轮提起重物时,沿三个不同方向用力,如图所示,三个力的大小关系是 （）

A.$F_1＞F_2＞F_3$
B.$F_1=F_2=F_3$
C.$F_1＜F_2＜F_3$
D.$F_1＞F_3＞F_2$

C

【分析】首先明确动滑轮的本质是杠杆，其支点为滑轮左侧与固定绳的接触点。当拉力方向改变时，动力臂（支点到拉力作用线的垂直距离）会发生变化：拉力越倾斜，动力臂越小。根据杠杆平衡条件，阻力（物重+动滑轮重）和阻力臂不变时，动力臂越小，所需拉力越大，据此可判断三个力的大小关系。
【解析】动滑轮的支点是滑轮与左侧固定绳子的接触点。三个拉力中：F₁竖直向上，动力臂等于滑轮的直径（最大）；F₂斜向上，动力臂小于滑轮直径；F₃更倾斜，动力臂最小。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，阻力和阻力臂不变时，动力臂越小，动力越大，因此$F_1＜F_2＜F_3$。
【答案】C
【知识点】动滑轮、杠杆平衡条件
【点评】本题考查动滑轮的本质，需理解拉力方向改变时动力臂的变化，避免误认为动滑轮省力大小恒定，是对杠杆平衡条件应用的基础考查。
【难度系数】0.5

5. 如图所示,小明组装了甲、乙两种滑轮,用来提升同一物体,$G_{物}=200\ \mathrm{N}$(不计绳重、轮重和摩擦),
要使物体竖直匀速提升$2\ \mathrm{m}$。下列说法中,正确的是（）

A.$F_{甲}=200\ \mathrm{N}$,并向上移动$4\ \mathrm{m}$
B.$F_{甲}=100\ \mathrm{N}$,并向上移动$2\ \mathrm{m}$
C.$F_{乙}=200\ \mathrm{N}$,并向上移动$1\ \mathrm{m}$
D.$F_{乙}=400\ \mathrm{N}$,并向上移动$1\ \mathrm{m}$

D

【分析】
要解决本题，需明确甲、乙滑轮的特殊使用方式（拉力作用在滑轮轴上），结合受力平衡和滑轮移动距离的规律分析：
1. 甲滑轮是动滑轮，但拉力作用在滑轮轴上，此时轴的拉力等于两段绳子拉力之和；
2. 乙滑轮的拉力也作用在滑轮轴上，轴的拉力同样等于两段绳子拉力之和；
3. 物体上升高度与拉力端移动距离的关系：当拉力在滑轮轴上时，拉力端移动距离是物体上升高度的一半。
结合选项逐一验证即可。
【解析】
不计绳重、轮重和摩擦：
分析甲滑轮：拉力作用在动滑轮轴上，受力平衡时，轴的拉力$ F_甲 = G_{物} + G_{物} = 2×200\ \mathrm{N} = 400\ \mathrm{N} $；物体上升$ 2\ \mathrm{m} $，拉力端移动距离$ s_甲 = \frac{h}{2} = 1\ \mathrm{m} $，故A、B选项错误。
分析乙滑轮：拉力作用在滑轮轴上，两段绳子拉力均等于$ G_{物} $，受力平衡时，轴的拉力$ F_乙 = G_{物} + G_{物} = 2×200\ \mathrm{N} = 400\ \mathrm{N} $；物体上升$ 2\ \mathrm{m} $，拉力端移动距离$ s_乙 = \frac{h}{2} = 1\ \mathrm{m} $，故C选项错误，D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮受力分析，滑轮移动距离计算
【点评】
本题考查特殊使用的滑轮（拉力作用在滑轮轴上）的规律，易错点是混淆常规滑轮与轴受拉滑轮的省力/费力情况，需明确轴受拉时为费力，拉力是物重的2倍，移动距离为物体上升高度的一半。
【难度系数】
0.5