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[变式1]如图所示，物体甲重35 N，物体乙重12 N，甲、乙均静止，不计弹簧测力计自重，则物体甲对地面的压力和弹簧测力计的示数分别为（
A.12 N,23 N
B.23 N,12 N
C.35 N,12 N
D.12 N,35 N
B
）A.12 N,23 N
B.23 N,12 N
C.35 N,12 N
D.12 N,35 N
答案
B
解析
【分析】首先明确图中滑轮为定滑轮，定滑轮不省力，仅改变力的方向。解题思路分两步：①分析弹簧测力计示数：利用乙的平衡状态，结合定滑轮特点，确定绳子拉力，即弹簧测力计示数；②分析甲对地面的压力：对甲受力分析，根据平衡条件求地面对甲的支持力，再由相互作用力得出甲对地面的压力。
【解析】1. 弹簧测力计的示数：物体乙静止，处于平衡状态，绳子对乙的拉力等于乙的重力，即$F_{拉}=G_{乙}=12N$；图中滑轮为定滑轮，定滑轮不省力，绳子张力处处相等，因此弹簧测力计的示数等于绳子拉力，即$F_{示}=F_{拉}=12N$。
2. 物体甲对地面的压力：甲静止在地面，受力平衡，甲受向下的重力$G_{甲}=35N$、向上的绳子拉力$F_{拉}=12N$、向上的地面支持力$N$，根据平衡条件：$G_{甲}=F_{拉}+N$，得$N=G_{甲}-F_{拉}=35N-12N=23N$；根据力的作用是相互的，甲对地面的压力等于地面对甲的支持力，即$F_{压}=N=23N$。
【答案】B
【知识点】定滑轮特点、力的平衡、相互作用力
【点评】本题结合定滑轮特点考查受力分析，核心是明确定滑轮不省力，对甲、乙的平衡状态分析是关键，属于基础受力分析题。
【难度系数】0.5
【解析】1. 弹簧测力计的示数：物体乙静止，处于平衡状态，绳子对乙的拉力等于乙的重力，即$F_{拉}=G_{乙}=12N$；图中滑轮为定滑轮，定滑轮不省力，绳子张力处处相等，因此弹簧测力计的示数等于绳子拉力，即$F_{示}=F_{拉}=12N$。
2. 物体甲对地面的压力：甲静止在地面，受力平衡，甲受向下的重力$G_{甲}=35N$、向上的绳子拉力$F_{拉}=12N$、向上的地面支持力$N$，根据平衡条件：$G_{甲}=F_{拉}+N$，得$N=G_{甲}-F_{拉}=35N-12N=23N$；根据力的作用是相互的，甲对地面的压力等于地面对甲的支持力，即$F_{压}=N=23N$。
【答案】B
【知识点】定滑轮特点、力的平衡、相互作用力
【点评】本题结合定滑轮特点考查受力分析，核心是明确定滑轮不省力，对甲、乙的平衡状态分析是关键，属于基础受力分析题。
【难度系数】0.5
[典例2]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 m，下列说法中正确的是（
A.$F_{甲}=200\ \mathrm{N}$，并向上移动4 m
B.$F_{甲}=100\ \mathrm{N}$，并向上移动2 m
C.$F_{乙}=200\ \mathrm{N}$，并向上移动1 m
D.$F_{乙}=400\ \mathrm{N}$，并向上移动1 m
D
）A.$F_{甲}=200\ \mathrm{N}$，并向上移动4 m
B.$F_{甲}=100\ \mathrm{N}$，并向上移动2 m
C.$F_{乙}=200\ \mathrm{N}$，并向上移动1 m
D.$F_{乙}=400\ \mathrm{N}$，并向上移动1 m
答案
D
解析
【分析】
要解决此题，需分别分析甲、乙两个滑轮的类型及受力、移动距离特点：
1. 甲滑轮是动滑轮，拉力作用在绳子自由端，属于动滑轮的常规使用，不计绳重、轮重和摩擦时，动滑轮省一半力、费一倍距离；
2. 乙滑轮仍是动滑轮，但拉力作用在滑轮的轴上，属于动滑轮的反向使用，此时动滑轮费力、省距离，拉力大小和移动距离的规律与常规使用相反。
结合选项逐一判断即可。
【解析】
已知$ G_{物}=200\ \mathrm{N} $，物体提升高度$ h=2\ \mathrm{m} $，不计绳重、轮重和摩擦：
分析甲滑轮：
常规动滑轮，拉力作用在绳端，故$ F_{甲}=\frac{G_{物}}{2}=\frac{200\ \mathrm{N}}{2}=100\ \mathrm{N} $；
拉力移动距离$ s_{甲}=2h=2×2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m} $，因此选项A（$ F_{甲}=200\ \mathrm{N} $）、B（$ s_{甲}=2\ \mathrm{m} $）错误。
分析乙滑轮：
动滑轮反向使用，拉力作用在轴上，滑轮受向上的拉力$ F_{乙} $，向下两段绳子的拉力（每段等于$ G_{物} $），故$ F_{乙}=2G_{物}=2×200\ \mathrm{N}=400\ \mathrm{N} $；
滑轮移动距离$ s_{乙}=\frac{h}{2}=\frac{2\ \mathrm{m}}{2}=1\ \mathrm{m} $，因此选项C（$ F_{乙}=200\ \mathrm{N} $）错误，选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮的特点、滑轮的应用
【点评】
本题考查动滑轮的两种使用方式，需注意拉力作用点不同时，力的大小和移动距离的规律差异，避免混淆常规使用与反向使用的结论。
【难度系数】
0.4
要解决此题，需分别分析甲、乙两个滑轮的类型及受力、移动距离特点：
1. 甲滑轮是动滑轮，拉力作用在绳子自由端，属于动滑轮的常规使用，不计绳重、轮重和摩擦时，动滑轮省一半力、费一倍距离；
2. 乙滑轮仍是动滑轮，但拉力作用在滑轮的轴上，属于动滑轮的反向使用，此时动滑轮费力、省距离，拉力大小和移动距离的规律与常规使用相反。
结合选项逐一判断即可。
【解析】
已知$ G_{物}=200\ \mathrm{N} $，物体提升高度$ h=2\ \mathrm{m} $，不计绳重、轮重和摩擦：
分析甲滑轮：
常规动滑轮，拉力作用在绳端，故$ F_{甲}=\frac{G_{物}}{2}=\frac{200\ \mathrm{N}}{2}=100\ \mathrm{N} $；
拉力移动距离$ s_{甲}=2h=2×2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m} $，因此选项A（$ F_{甲}=200\ \mathrm{N} $）、B（$ s_{甲}=2\ \mathrm{m} $）错误。
分析乙滑轮：
动滑轮反向使用，拉力作用在轴上，滑轮受向上的拉力$ F_{乙} $，向下两段绳子的拉力（每段等于$ G_{物} $），故$ F_{乙}=2G_{物}=2×200\ \mathrm{N}=400\ \mathrm{N} $；
滑轮移动距离$ s_{乙}=\frac{h}{2}=\frac{2\ \mathrm{m}}{2}=1\ \mathrm{m} $，因此选项C（$ F_{乙}=200\ \mathrm{N} $）错误，选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮的特点、滑轮的应用
【点评】
本题考查动滑轮的两种使用方式，需注意拉力作用点不同时，力的大小和移动距离的规律差异，避免混淆常规使用与反向使用的结论。
【难度系数】
0.4
[变式2]如图所示，
，通过滑轮沿水平方向拉动重为20 N的物体A，不计滑轮重及其摩擦。当拉力F为4 N时，物体A受到的拉力为
，通过滑轮沿水平方向拉动重为20 N的物体A，不计滑轮重及其摩擦。当拉力F为4 N时，物体A受到的拉力为8
N；用这种方法使用滑轮是为了省力
。答案
1. 8
2. 省力
2. 省力
解析
【分析】本题需先判断滑轮类型，图中滑轮为动滑轮，水平方向使用。解题思路：水平使用动滑轮时，动滑轮上有两段绳子，不计滑轮重及摩擦，物体A受到的拉力等于2倍的拉力F；这种使用方式中，拉力F小于物体A受到的拉力，目的是省力。
【解析】由图可知，该滑轮是动滑轮，水平拉动时，动滑轮对物体A的拉力由两段绳子的拉力组成，因此物体A受到的拉力 $ F_A = 2F $。已知拉力 $ F = 4\ \mathrm{N} $，代入得 $ F_A = 2 × 4\ \mathrm{N} = 8\ \mathrm{N} $。使用这种动滑轮的方式，拉力更小，是为了省力。
【答案】8；省力
【知识点】动滑轮的特点、水平滑轮的应用
【点评】本题考查水平方向动滑轮的力的关系，需注意水平动滑轮与竖直动滑轮的力的区别，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】0.3
【解析】由图可知，该滑轮是动滑轮，水平拉动时，动滑轮对物体A的拉力由两段绳子的拉力组成，因此物体A受到的拉力 $ F_A = 2F $。已知拉力 $ F = 4\ \mathrm{N} $，代入得 $ F_A = 2 × 4\ \mathrm{N} = 8\ \mathrm{N} $。使用这种动滑轮的方式，拉力更小，是为了省力。
【答案】8；省力
【知识点】动滑轮的特点、水平滑轮的应用
【点评】本题考查水平方向动滑轮的力的关系，需注意水平动滑轮与竖直动滑轮的力的区别，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】0.3
[典例3]小明用如图所示的滑轮组来提升重物至楼上，若他所用力为120 N，且经过5 s将质量为20 kg的重物匀速提高了2 m，不计绳重和滑轮摩擦，求：(g取10 N/kg)
(1)物体所受的重力。
(2)绳子自由端移动的速度。
(3)动滑轮的重力。
(1)物体所受的重力。
(2)绳子自由端移动的速度。
(3)动滑轮的重力。
答案
1. 200 N
2. 0.8 m/s
3. 40 N
解析:(1)物体所受的重力
$G=mg=20\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=200\ \mathrm{N}$。
(2)绳子自由端移动的距离 $s=nh=2×2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$,
绳子自由端移动的速度 $v=\dfrac{s}{t}=\dfrac{4\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.8\ \mathrm{m/s}$。
(3)根据 $F=\dfrac{1}{2}(G+G_{动})$可得,动滑轮的重力
$G_{动}=2F-G=2×120\ \mathrm{N}-200\ \mathrm{N}=40\ \mathrm{N}$。
2. 0.8 m/s
3. 40 N
解析:(1)物体所受的重力
$G=mg=20\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=200\ \mathrm{N}$。
(2)绳子自由端移动的距离 $s=nh=2×2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$,
绳子自由端移动的速度 $v=\dfrac{s}{t}=\dfrac{4\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.8\ \mathrm{m/s}$。
(3)根据 $F=\dfrac{1}{2}(G+G_{动})$可得,动滑轮的重力
$G_{动}=2F-G=2×120\ \mathrm{N}-200\ \mathrm{N}=40\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】
首先，问题(1)求物体重力，利用重力与质量的关系公式$G=mg$，代入已知的质量和$g$值即可计算；问题(2)需先确定滑轮组承担物重的绳子段数$n$，由图可知$n=2$，再通过$s=nh$算出绳子自由端移动的距离，最后用速度公式$v=\frac{s}{t}$求速度；问题(3)不计绳重和摩擦，根据滑轮组拉力公式$F=\frac{1}{n}(G+G_{动})$，变形后可求出动滑轮重力。
【解析】
(1) 物体所受的重力：
根据重力计算公式 $ G = mg $，代入数据得：
$ G = 20\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 200\ \mathrm{N} $。
(2) 由图可知，滑轮组中承担物重的绳子段数 $ n = 2 $，则绳子自由端移动的距离：
$ s = nh = 2 × 2\ \mathrm{m} = 4\ \mathrm{m} $，
绳子自由端移动的速度：
$ v = \frac{s}{t} = \frac{4\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}} = 0.8\ \mathrm{m/s} $。
(3) 不计绳重和滑轮摩擦，滑轮组的拉力公式为 $ F = \frac{1}{n}(G + G_{\mathrm{动}}) $，变形得动滑轮的重力：
$ G_{\mathrm{动}} = 2F - G = 2 × 120\ \mathrm{N} - 200\ \mathrm{N} = 40\ \mathrm{N} $。
【答案】
(1) 200 N；(2) 0.8 m/s；(3) 40 N
【知识点】
重力计算、滑轮组速度计算、滑轮组拉力计算
【点评】
本题是滑轮组的基础计算题，考查重力、速度、滑轮组相关公式的应用，解题核心是确定滑轮组承担物重的绳子段数，属于力学基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
首先，问题(1)求物体重力，利用重力与质量的关系公式$G=mg$，代入已知的质量和$g$值即可计算；问题(2)需先确定滑轮组承担物重的绳子段数$n$，由图可知$n=2$，再通过$s=nh$算出绳子自由端移动的距离，最后用速度公式$v=\frac{s}{t}$求速度；问题(3)不计绳重和摩擦，根据滑轮组拉力公式$F=\frac{1}{n}(G+G_{动})$，变形后可求出动滑轮重力。
【解析】
(1) 物体所受的重力：
根据重力计算公式 $ G = mg $，代入数据得：
$ G = 20\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 200\ \mathrm{N} $。
(2) 由图可知，滑轮组中承担物重的绳子段数 $ n = 2 $，则绳子自由端移动的距离：
$ s = nh = 2 × 2\ \mathrm{m} = 4\ \mathrm{m} $，
绳子自由端移动的速度：
$ v = \frac{s}{t} = \frac{4\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}} = 0.8\ \mathrm{m/s} $。
(3) 不计绳重和滑轮摩擦，滑轮组的拉力公式为 $ F = \frac{1}{n}(G + G_{\mathrm{动}}) $，变形得动滑轮的重力：
$ G_{\mathrm{动}} = 2F - G = 2 × 120\ \mathrm{N} - 200\ \mathrm{N} = 40\ \mathrm{N} $。
【答案】
(1) 200 N；(2) 0.8 m/s；(3) 40 N
【知识点】
重力计算、滑轮组速度计算、滑轮组拉力计算
【点评】
本题是滑轮组的基础计算题，考查重力、速度、滑轮组相关公式的应用，解题核心是确定滑轮组承担物重的绳子段数，属于力学基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
[变式3]小明用如图所示的滑轮组提升重物,将重为360 N的重物5 s内匀速提升1 m,小明对绳端竖直向下的拉力为200 N。求:
(1)绳端移动的速度。
(2)不计绳重和摩擦,动滑轮受到的重力。
(3)若小明的重力为500 N,不计绳重和摩擦,小明利用该滑轮组能提升的最大物重。
(1)绳端移动的速度。
(2)不计绳重和摩擦,动滑轮受到的重力。
(3)若小明的重力为500 N,不计绳重和摩擦,小明利用该滑轮组能提升的最大物重。
答案
1. 0.4 m/s
2. 40 N
3. 960 N
2. 40 N
3. 960 N
解析
【分析】
首先观察滑轮组结构，确定承担物重的绳子段数$n=2$；解决本题需明确滑轮组的核心公式：绳端移动距离$s=nh$、速度公式$v=\frac{s}{t}$、不计绳重摩擦时拉力公式$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$。问题（1）先求绳端移动距离，再计算速度；问题（2）利用拉力公式变形求动滑轮重力；问题（3）小明能施加的最大拉力等于自身重力，代入公式求最大物重。
【解析】
解：由图可知，承担物重的绳子段数$n=2$。
(1) 重物提升高度$h=1m$，绳端移动的距离$s=nh=2×1m=2m$，
绳端移动的速度$v=\frac{s}{t}=\frac{2m}{5s}=0.4m/s$；
(2) 不计绳重和摩擦，拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$，
变形得动滑轮重力$G_{动}=nF - G_{物}=2×200N - 360N=40N$；
(3) 小明的重力为$500N$，则他能施加的最大拉力$F_{最大}=G_{人}=500N$，
不计绳重和摩擦，由$F_{最大}=\frac{G_{最大}+G_{动}}{n}$得，
最大物重$G_{最大}=nF_{最大} - G_{动}=2×500N - 40N=960N$；
【答案】
1. $0.4\ \mathrm{m/s}$
2. $40\ \mathrm{N}$
3. $960\ \mathrm{N}$
【知识点】
滑轮组的计算、速度的计算
【点评】
本题考查滑轮组的基础计算，关键是确定承担物重的绳子段数，以及明确人能施加的最大拉力等于自身重力，属于常规基础题型。
【难度系数】
0.5
首先观察滑轮组结构，确定承担物重的绳子段数$n=2$；解决本题需明确滑轮组的核心公式：绳端移动距离$s=nh$、速度公式$v=\frac{s}{t}$、不计绳重摩擦时拉力公式$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$。问题（1）先求绳端移动距离，再计算速度；问题（2）利用拉力公式变形求动滑轮重力；问题（3）小明能施加的最大拉力等于自身重力，代入公式求最大物重。
【解析】
解：由图可知，承担物重的绳子段数$n=2$。
(1) 重物提升高度$h=1m$，绳端移动的距离$s=nh=2×1m=2m$，
绳端移动的速度$v=\frac{s}{t}=\frac{2m}{5s}=0.4m/s$；
(2) 不计绳重和摩擦，拉力$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$，
变形得动滑轮重力$G_{动}=nF - G_{物}=2×200N - 360N=40N$；
(3) 小明的重力为$500N$，则他能施加的最大拉力$F_{最大}=G_{人}=500N$，
不计绳重和摩擦，由$F_{最大}=\frac{G_{最大}+G_{动}}{n}$得，
最大物重$G_{最大}=nF_{最大} - G_{动}=2×500N - 40N=960N$；
【答案】
1. $0.4\ \mathrm{m/s}$
2. $40\ \mathrm{N}$
3. $960\ \mathrm{N}$
【知识点】
滑轮组的计算、速度的计算
【点评】
本题考查滑轮组的基础计算，关键是确定承担物重的绳子段数，以及明确人能施加的最大拉力等于自身重力，属于常规基础题型。
【难度系数】
0.5
