拓展3.1 （2025·南通崇川区期末）如图甲所示是一款水管扳手钳，其中AOB部分可视为一个杠杆，其简化示意图如图乙所示. 请在图乙中画出杠杆平衡时的阻力臂$l_{2}$及作用在B点的最小动力$F_{1}$.

拓展3.1 如图所示
[解析]从支点O作阻力$F_2$作用线的垂线,则支点到垂足的距离为阻力臂$l_2$;若动力作用在B点,以OB为动力臂是最长的力臂,此时力最小,则连接OB为最长力臂,再过B点作OB的垂线,即动力$F_1$的作用线,以O为支点,$F_1$、$F_2$作用效果相反,$F_2$使杠杆顺时针转动,则$F_1$使杠杆逆时针转动,$F_1$的方向斜向上.

4. (2025·苏州姑苏区月考)某同学使用图中滑轮组探究问题,已知物重 30 N,下列说法中错误的是().

A.该滑轮组既可以省力,又可以改变拉力的方向
B.若不考虑绳重、滑轮重及摩擦,要提起重物,拉力至少为 10 N
C.若将重物提升 3 cm,则绳子自由端需要移动 9 cm
D.实验中,该同学匀速提升物体,所用拉力大于 10 N

4. A [解析]图中的滑轮组,由一个定滑轮和一个动滑轮组成,使用此滑轮组可以省力,因最后一段绳子绕过的是动滑轮,起承担物重的作用,不可以改变力的方向,故A错误;若不考虑绳重、滑轮重及摩擦,拉力至少为$F=\frac{1}{3}×G=\frac{1}{3}×30\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$,故B正确;根据滑轮组的特点可知,在相同时间内,绳子自由端移动的距离是物体移动距离的3倍,则绳子自由端需要移动9 cm,故C正确;若考虑绳重、滑轮重及摩擦,要提起重物,拉力$F＞\frac{1}{n}G$,则所用拉力大于10 N,故D正确.

拓展 4.1 (2025·西安模拟) 如图所示,重为 100 N 的物体 A 在水平向右的拉力 $F=30\ \mathrm{N}$ 的作用下,在水平面上 10 s 内匀速移动了 6 m,运动过程中,滑轮与轻绳均水平,滑轮与绳子的重力及滑轮与绳间的摩擦均不计.下列说法正确的是().


A.物体与地面之间的摩擦力为 5 N
B.物体 A 移动的速度为 0.6 m/s
C.拉力 F 移动的速度为 0.3 m/s
D.轻绳 C 点受到的拉力大小为 15 N

拓展4.1 B [解析]由图可知,动滑轮上的绳子段数为n=3,滑轮与绳子的重力及滑轮与绳间的摩擦均不计,则绳子自由端的拉力$F_{拉}=\frac{1}{n}F=\frac{1}{3}×30\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$,每段绳的拉力相等,故轻绳C点受到的拉力大小为10 N,故D错误;物体A做匀速直线运动,受到的摩擦力与拉力平衡,大小相等,即$f=F_{拉}=10\ \mathrm{N}$,故A错误;物体A移动的速度$v_A=\frac{s_A}{t}=\frac{6\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.6\ \mathrm{m/s}$,故B正确;拉力F移动的速度$v_F=\frac{1}{3}v_A=\frac{1}{3}×0.6\ \mathrm{m/s}=0.2\ \mathrm{m/s}$,故C错误.

5. (2025·徐州模拟)根据如图所示的省力要求，画出滑轮组的绕法(忽略滑轮重和摩擦).

5. 如图所示
[解析]第一个图中,$F_1=\frac{1}{3}G$,有三段绳子拉着动滑轮,应将绳子先连接动滑轮的挂钩,后向上依次绕过定滑轮、动滑轮;第二个图中,$F_2=\frac{1}{4}G$,有四段绳子拉着动滑轮,应将绳子先连接定滑轮的挂钩,后向下依次绕过上面的动滑轮、下面的定滑轮、下面的动滑轮、上面的定滑轮;第三个图中,$F_3=\frac{1}{5}G$,有五段绳子拉着动滑轮,应将绳子先连接动滑轮的挂钩,后向上依次绕过下面的定滑轮、上面的动滑轮、上面的定滑轮、下面的动滑轮.

拓展5.1 (2025·常州天宁区月考)如图所示,站在A处的小慧用一根绳子和滑轮组拉斜面上的小车,请画出正确的绕线.

拓展5.1 如图所示
[解析]由图可知,小慧站在A处用一根绳子和滑轮组拉斜面上的小车,相当于人站在地面上,拉力方向向下,所以从人的手开始,先绕过定滑轮,然后再依次绕过动滑轮和定滑轮的挂钩.

6. (2025·扬州仪征一模)抛掷实心球是某市近几年体育中考主要项目之一,如图所示是小明同学扔实心球的情景(包含四个过程).其中,手对实心球做功的过程是().


A.①和③
B.②和④
C.①和④
D.②和③

6. A [解析]①小明将地上的球捡起来,有力作用在球上,球在力的方向上通过了一定的距离,故有力做功,故①符合题意;②小明将球举起停在空中不动,有力,但球没有在力的方向上移动距离,故没有做功,故②不符合题意;③小明挥动球,有力作用在球上,球在与手接触的一段时间内通过了一定的距离,故有力做功,故③符合题意;④球飞出去,球由于惯性向前运动,小明没有对球施加力,小明没有对球做功,故④不符合题意.可见,手对球做功的过程有①和③.

拓展6.1 (2025·盐城亭湖区月考)如图所示,用$F=$$50\ \mathrm{N}$的水平拉力,通过一个动滑轮,使重为$200\ \mathrm{N}$的物体$A$水平向右匀速移动$2\ \mathrm{m}$,在这个过程中().


A.拉力$F$做了$100\ \mathrm{J}$的功
B.拉力$F$做了$200\ \mathrm{J}$的功
C.重力做了$100\ \mathrm{J}$的功
D.重力做了$400\ \mathrm{J}$的功

拓展6.1 B [解析]通过动滑轮拉动物体,绳子段数n=2,绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍,即$s_绳=2s_物=2×2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$,则拉力做的功为$W=Fs_绳=50\ \mathrm{N}×4\ \mathrm{m}=200\ \mathrm{J}$,故B正确,A错误;物体在水平方向运动,重力的方向是竖直向下的,重力方向与物体A的移动方向垂直,所以重力对物体不做功,故C、D错误.