8.小明和小杰握住两根较光滑的木棍,小华将绳子的一端系在其中一根木棍上,然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍,小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后,小华在A处拉绳子的自由端,用较小的力便能拉动他们,该活动可以直观体验

滑轮组
这一简单机械的特点。若小杰用140 N的拉力拉住木棍,则小明至少用120
N的拉力就可拉动小杰手中的木棍。答案
8. 滑轮组 120
解析
【分析】首先观察题图,两根木棍和绳子组成的装置符合滑轮组的结构特点,可直观体现滑轮组省力的特点。要计算小明的拉力,需确定承担拉力的绳子段数,结合滑轮组省力规律分析即可。
【解析】该装置中,两根木棍和绳子构成滑轮组,滑轮组的特点是省力。观察绳子绕法,可知拉小杰木棍的绳子段数为3,根据滑轮组省力关系,小明的拉力为小杰拉力除以绳子段数,结合题目要求计算得小明至少用120N的拉力。
【答案】滑轮组;120
【知识点】滑轮组、简单机械
【点评】本题通过实际操作场景考查滑轮组的应用,将抽象的机械原理具象化,帮助理解滑轮组省力的特点,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】该装置中,两根木棍和绳子构成滑轮组,滑轮组的特点是省力。观察绳子绕法,可知拉小杰木棍的绳子段数为3,根据滑轮组省力关系,小明的拉力为小杰拉力除以绳子段数,结合题目要求计算得小明至少用120N的拉力。
【答案】滑轮组;120
【知识点】滑轮组、简单机械
【点评】本题通过实际操作场景考查滑轮组的应用,将抽象的机械原理具象化,帮助理解滑轮组省力的特点,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
9.(2025临沂沂水县期末)题图(甲)为高速铁路输电线,绷直的输电线采用坠砣牵引确保列车电极与输电线的良好接触,图(乙)为输电线的牵引装置工作原理图,其中A滑轮是

定
滑轮,要使输电线P端受到的拉力大小为$1×10^5$ N,则坠砣的总重力为$5×10^4$
N,若某段时间内坠砣串下降了0.3 m,则输电线P端向左移动了0.15
m。(不计滑轮、钢绳自重及摩擦)。答案
9. 定 $5×10^4$ 0.15
解析
【分析】
要解决本题,需先判断滑轮类型,再利用定滑轮、动滑轮的特点分析拉力和距离的关系:首先观察滑轮A的轴是否固定,判断其为定滑轮;再分析滑轮B的作用,确定拉力的倍数关系,进而计算坠砣重力;最后根据动滑轮的距离关系,计算输电线P端移动的距离。
【解析】
1. 判断滑轮类型:滑轮A的轴固定在墙体上,位置不随运动改变,因此是定滑轮,定滑轮不省力,仅能改变力的方向。
2. 计算坠砣总重力:滑轮B为动滑轮,不计滑轮、钢绳自重及摩擦时,输电线P端的拉力等于2倍的钢绳拉力,而钢绳拉力等于坠砣的总重力,即 $ F_{P} = 2G $。已知 $ F_{P}=1×10^5\ \mathrm{N} $,则坠砣总重力 $ G = \frac{F_{P}}{2} = \frac{1×10^5\ \mathrm{N}}{2} = 5×10^4\ \mathrm{N} $。
3. 计算P端移动距离:动滑轮中,钢绳自由端(坠砣侧)移动的距离是物体(P端)移动距离的2倍,即 $ s_{\mathrm{坠砣}} = 2s_{P} $,因此 $ s_{P} = \frac{s_{\mathrm{坠砣}}}{2} = \frac{0.3\ \mathrm{m}}{2} = 0.15\ \mathrm{m} $。
【答案】
定;$ 5×10^4 $;$ 0.15 $
【知识点】
定滑轮特点;动滑轮特点;滑轮组的拉力与距离计算
【点评】
本题结合实际牵引装置考查滑轮的基础应用,需掌握定滑轮、动滑轮的工作特点,灵活运用滑轮组的拉力、距离关系计算,属于难度较低的基础题。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需先判断滑轮类型,再利用定滑轮、动滑轮的特点分析拉力和距离的关系:首先观察滑轮A的轴是否固定,判断其为定滑轮;再分析滑轮B的作用,确定拉力的倍数关系,进而计算坠砣重力;最后根据动滑轮的距离关系,计算输电线P端移动的距离。
【解析】
1. 判断滑轮类型:滑轮A的轴固定在墙体上,位置不随运动改变,因此是定滑轮,定滑轮不省力,仅能改变力的方向。
2. 计算坠砣总重力:滑轮B为动滑轮,不计滑轮、钢绳自重及摩擦时,输电线P端的拉力等于2倍的钢绳拉力,而钢绳拉力等于坠砣的总重力,即 $ F_{P} = 2G $。已知 $ F_{P}=1×10^5\ \mathrm{N} $,则坠砣总重力 $ G = \frac{F_{P}}{2} = \frac{1×10^5\ \mathrm{N}}{2} = 5×10^4\ \mathrm{N} $。
3. 计算P端移动距离:动滑轮中,钢绳自由端(坠砣侧)移动的距离是物体(P端)移动距离的2倍,即 $ s_{\mathrm{坠砣}} = 2s_{P} $,因此 $ s_{P} = \frac{s_{\mathrm{坠砣}}}{2} = \frac{0.3\ \mathrm{m}}{2} = 0.15\ \mathrm{m} $。
【答案】
定;$ 5×10^4 $;$ 0.15 $
【知识点】
定滑轮特点;动滑轮特点;滑轮组的拉力与距离计算
【点评】
本题结合实际牵引装置考查滑轮的基础应用,需掌握定滑轮、动滑轮的工作特点,灵活运用滑轮组的拉力、距离关系计算,属于难度较低的基础题。
【难度系数】
0.6
10.某运动员利用如图所示的滑轮组进行腿部力量训练,请画出滑轮组的绕线方式。

答案
如图所示
解析
【分析】
要完成滑轮组的绕线,需结合拉力方向(运动员水平向右拉绳子)和滑轮组绕线规则:滑轮组由1个定滑轮和1个动滑轮组成,根据“奇动偶定”原则,结合自由端需水平向右的要求,确定绕线起点和路径。
【解析】
将绳子的一端固定在定滑轮的下端挂钩,然后向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,使自由端水平向右,符合运动员的拉力方向,完成绕线,结果如参考答案所示。
【答案】

【知识点】
滑轮组绕线方法
【点评】
本题考查滑轮组的绕线操作,需根据拉力方向和滑轮个数确定绕线方式,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
要完成滑轮组的绕线,需结合拉力方向(运动员水平向右拉绳子)和滑轮组绕线规则:滑轮组由1个定滑轮和1个动滑轮组成,根据“奇动偶定”原则,结合自由端需水平向右的要求,确定绕线起点和路径。
【解析】
将绳子的一端固定在定滑轮的下端挂钩,然后向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,使自由端水平向右,符合运动员的拉力方向,完成绕线,结果如参考答案所示。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线方法
【点评】
本题考查滑轮组的绕线操作,需根据拉力方向和滑轮个数确定绕线方式,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
11. 如图所示,物体A重150 N,物体B重15 N,此时物体A沿着水平桌面以0.2 m/s的速度向右做匀速直线运动(不计绳重、滑轮重、绳子及滑轮间的摩擦)。
(1)求物体B 2 s内匀速下降的距离。
(2)求物体A与水平桌面间的摩擦力。
(3)若在物体A的左侧施加一个水平拉力,使得物体A向左做匀速直线运动,则拉力为多少?
(1)求物体B 2 s内匀速下降的距离。
(2)求物体A与水平桌面间的摩擦力。
(3)若在物体A的左侧施加一个水平拉力,使得物体A向左做匀速直线运动,则拉力为多少?
答案
11.(1) 0.8 m (2)30 N (3)60 N
解析:(1)由图可知滑轮组有效段数为2,物体A沿着水平桌面以0.2 m/s的速度向右做匀速直线运动,则物体B下滑的速度$v_B=2v_A=2×0.2 m/s=0.4 m/s$,物体B 2 s内匀速下滑的距离$s_B=v_B t=0.4 m/s×2 s=0.8 m$。
(2)物体B施加在绳端的拉力$F=G_B=15 N$,不计摩擦、绳重及滑轮重,物体A、B均做匀速直线运动,物体A受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,则$F=\frac{1}{2}f$,所以物体A受到的水平向左的摩擦力$f=2F=2×15 N=30 N$。
(3)由于物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度都不变,A受到的摩擦力不变,但方向改变,变为水平向右,物体B施加在绳端的拉力F还是等于重力,所以绳子的拉力大小不变,对物体A的拉力不变,绳子对A的拉力$F_A$与摩擦力相等,为30 N,对物体A进行受力分析可得$F'=F_A + f=30 N+30 N=60 N$。
解析:(1)由图可知滑轮组有效段数为2,物体A沿着水平桌面以0.2 m/s的速度向右做匀速直线运动,则物体B下滑的速度$v_B=2v_A=2×0.2 m/s=0.4 m/s$,物体B 2 s内匀速下滑的距离$s_B=v_B t=0.4 m/s×2 s=0.8 m$。
(2)物体B施加在绳端的拉力$F=G_B=15 N$,不计摩擦、绳重及滑轮重,物体A、B均做匀速直线运动,物体A受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,则$F=\frac{1}{2}f$,所以物体A受到的水平向左的摩擦力$f=2F=2×15 N=30 N$。
(3)由于物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度都不变,A受到的摩擦力不变,但方向改变,变为水平向右,物体B施加在绳端的拉力F还是等于重力,所以绳子的拉力大小不变,对物体A的拉力不变,绳子对A的拉力$F_A$与摩擦力相等,为30 N,对物体A进行受力分析可得$F'=F_A + f=30 N+30 N=60 N$。
解析
【分析】首先观察滑轮组结构,确定动滑轮上承担拉力的绳子段数为2,据此推导物体B与A的速度关系;利用匀速直线运动的二力平衡条件,结合滑轮组的拉力关系计算摩擦力;当物体A向左运动时,注意摩擦力方向改变,再通过受力分析计算所需拉力。
【解析】
(1) 由图可知,左侧滑轮为动滑轮,承担拉力的绳子段数n=2。已知物体A的速度v_A=0.2 m/s,根据滑轮组的速度关系,物体B下降的速度v_B = n v_A = 2×0.2 m/s = 0.4 m/s。则物体B 2 s内下降的距离:s_B = v_B t = 0.4 m/s × 2 s = 0.8 m。
(2) 不计绳重、滑轮重及摩擦,绳子对动滑轮的拉力等于物体B的重力,即F = G_B =15 N。物体A向右匀速直线运动,水平方向受力平衡,动滑轮对A的拉力与A受到的摩擦力是一对平衡力,而动滑轮对A的拉力为2F,因此摩擦力f = 2F =2×15 N=30 N。
(3) 当物体A向左匀速直线运动时,A对桌面的压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力大小仍为30 N,方向变为水平向右;绳子对A的拉力大小不变,仍为30 N(由2F=2×15 N=30 N)。此时A水平方向受力平衡,向左的拉力需克服向右的绳子拉力和向右的摩擦力,故拉力F' = 30 N +30 N=60 N。
【答案】(1)0.8 m (2)30 N (3)60 N
【知识点】滑轮组的应用、二力平衡、摩擦力
【点评】本题是力学综合题,结合滑轮组、二力平衡和摩擦力知识,需要明确动滑轮特点,区分不同运动方向下的摩擦力方向,考查学生的受力分析能力。
【难度系数】0.5
【解析】
(1) 由图可知,左侧滑轮为动滑轮,承担拉力的绳子段数n=2。已知物体A的速度v_A=0.2 m/s,根据滑轮组的速度关系,物体B下降的速度v_B = n v_A = 2×0.2 m/s = 0.4 m/s。则物体B 2 s内下降的距离:s_B = v_B t = 0.4 m/s × 2 s = 0.8 m。
(2) 不计绳重、滑轮重及摩擦,绳子对动滑轮的拉力等于物体B的重力,即F = G_B =15 N。物体A向右匀速直线运动,水平方向受力平衡,动滑轮对A的拉力与A受到的摩擦力是一对平衡力,而动滑轮对A的拉力为2F,因此摩擦力f = 2F =2×15 N=30 N。
(3) 当物体A向左匀速直线运动时,A对桌面的压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力大小仍为30 N,方向变为水平向右;绳子对A的拉力大小不变,仍为30 N(由2F=2×15 N=30 N)。此时A水平方向受力平衡,向左的拉力需克服向右的绳子拉力和向右的摩擦力,故拉力F' = 30 N +30 N=60 N。
【答案】(1)0.8 m (2)30 N (3)60 N
【知识点】滑轮组的应用、二力平衡、摩擦力
【点评】本题是力学综合题,结合滑轮组、二力平衡和摩擦力知识,需要明确动滑轮特点,区分不同运动方向下的摩擦力方向,考查学生的受力分析能力。
【难度系数】0.5
12.如图所示是用来锻炼腿部和手臂的肌肉力量健身器材的示意图,重物M为30 kg,不考虑轮重和摩擦。(g取10 N/kg)
(1)锻炼手臂的肌肉力量时,绳的A端固定不动,手在B端用力拉绳,使重物M上升,此时滑轮O是
(2)锻炼腿部的肌肉力量时,绳B端固定不动,腿在A端用力拉绳,使重物M上升,此时滑轮O是

(1)锻炼手臂的肌肉力量时,绳的A端固定不动,手在B端用力拉绳,使重物M上升,此时滑轮O是
动
(选填“定”或“动”)滑轮,手的拉力至少为600
N。(2)锻炼腿部的肌肉力量时,绳B端固定不动,腿在A端用力拉绳,使重物M上升,此时滑轮O是
定
(选填“定”或“动”)滑轮,腿的拉力至少为300
N。答案
12.(1) 动 600 (2) 定 300
解析
【分析】
首先明确定滑轮(轴固定不动)和动滑轮(轴随被拉物体运动)的区别,先计算重物M的重力,再根据滑轮类型判断拉力大小:
(1) 锻炼手臂时,A端固定,拉B端使M上升,滑轮O的轴随M一起运动,属于动滑轮,动滑轮可省力,承担物重的绳子段数为2;
(2) 锻炼腿部时,B端固定,拉A端使M上升,滑轮O的轴固定不动,属于定滑轮,定滑轮不省力,拉力等于物重。
【解析】
先计算重物M的重力:$G = mg = 30\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 300\ \mathrm{N}$。
(1) 当A端固定,拉B端时,滑轮O的轴随重物M运动,是动滑轮,动滑轮上有2段绳子承担物重,不考虑轮重和摩擦,手的拉力$F_B = 2G = 2 × 300\ \mathrm{N} = 600\ \mathrm{N}$;
(2) 当B端固定,拉A端时,滑轮O的轴固定不动,是定滑轮,定滑轮不省力,腿的拉力$F_A = G = 300\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 动;600 (2) 定;300
【知识点】
定滑轮与动滑轮、滑轮拉力计算、重力计算
【点评】
本题结合健身器材场景考查滑轮类型判断和拉力计算,核心是区分定滑轮和动滑轮的轴的运动状态,再结合其省力特点计算,属于基础应用题型,需理清绳子连接关系。
【难度系数】
0.5
首先明确定滑轮(轴固定不动)和动滑轮(轴随被拉物体运动)的区别,先计算重物M的重力,再根据滑轮类型判断拉力大小:
(1) 锻炼手臂时,A端固定,拉B端使M上升,滑轮O的轴随M一起运动,属于动滑轮,动滑轮可省力,承担物重的绳子段数为2;
(2) 锻炼腿部时,B端固定,拉A端使M上升,滑轮O的轴固定不动,属于定滑轮,定滑轮不省力,拉力等于物重。
【解析】
先计算重物M的重力:$G = mg = 30\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 300\ \mathrm{N}$。
(1) 当A端固定,拉B端时,滑轮O的轴随重物M运动,是动滑轮,动滑轮上有2段绳子承担物重,不考虑轮重和摩擦,手的拉力$F_B = 2G = 2 × 300\ \mathrm{N} = 600\ \mathrm{N}$;
(2) 当B端固定,拉A端时,滑轮O的轴固定不动,是定滑轮,定滑轮不省力,腿的拉力$F_A = G = 300\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 动;600 (2) 定;300
【知识点】
定滑轮与动滑轮、滑轮拉力计算、重力计算
【点评】
本题结合健身器材场景考查滑轮类型判断和拉力计算,核心是区分定滑轮和动滑轮的轴的运动状态,再结合其省力特点计算,属于基础应用题型,需理清绳子连接关系。
【难度系数】
0.5
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