18 [2025泗洪期中]一辆汽车在公路上做直线运动，其s-t图像如图所示。0~12 s内，汽车牵引力所做的功为$W_1$，功率为$P_1$；12~24 s内，汽车牵引力所做的功为$W_2$，功率为$P_2$。若汽车在行驶过程中所受牵引力恒定不变，则下列判断正确的是 （）

A.$W_1= W_2,P_1= P_2$
B.$W_1＜W_2,P_1＞P_2$
C.$W_1＞W_2,P_1= P_2$
D.$W_1＞W_2,P_1＞P_2$

18. D

【分析】
要解决本题，需结合s-t图像提取两段时间内的路程信息，再利用功、功率的公式分析比较。首先，s-t图像中，路程是对应时间段内s轴的变化量，速度是图像的斜率；已知牵引力恒定，功的公式为$W=Fs$，功率公式为$P=Fv$，据此可判断功和功率的大小关系。
【解析】
1. 比较功的大小：
0~12s内，汽车行驶的路程：$s_1=120\ \mathrm{m}-0\ \mathrm{m}=120\ \mathrm{m}$；
12~24s内，汽车行驶的路程：$s_2=160\ \mathrm{m}-120\ \mathrm{m}=40\ \mathrm{m}$；
已知汽车牵引力$F$恒定，根据功的公式$W=Fs$，由于$s_1＞s_2$，因此$W_1=F· s_1$，$W_2=F· s_2$，可得$W_1＞W_2$。
2. 比较功率的大小：
0~12s内的速度：$v_1=\frac{s_1}{t_1}=\frac{120\ \mathrm{m}}{12\ \mathrm{s}}=10\ \mathrm{m/s}$；
12~24s内的速度：$v_2=\frac{s_2}{t_2}=\frac{40\ \mathrm{m}}{24\ \mathrm{s}-12\ \mathrm{s}}=\frac{10}{3}\ \mathrm{m/s}\approx3.33\ \mathrm{m/s}$；
已知牵引力$F$恒定，根据功率公式$P=Fv$，由于$v_1＞v_2$，因此$P_1=F· v_1$，$P_2=F· v_2$，可得$P_1＞P_2$。
综上，$W_1＞W_2$，$P_1＞P_2$，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
功的计算；功率的计算；s-t图像的应用
【点评】
本题结合s-t图像考查功和功率的计算，核心是从图像中提取路程信息，理解功、功率与牵引力、路程、速度的关系，需灵活运用公式分析，属于中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.5

19 [2025 沭阳段考]如图所示，小明用$F=80\ \mathrm{N}$的力，将一个木箱(大小忽略不计)沿斜面匀速拉到平台上，木箱由底端运动到顶端用时$10\ \mathrm{s}$，此过程中的总功、额外功如图所示，则该过程（）

A.木箱与斜面间的摩擦力为$80\ \mathrm{N}$
B.木箱在斜面上通过的距离为$2.5\ \mathrm{m}$
C.斜面的机械效率为$80\%$
D.拉力做功的功率为$200\ \mathrm{W}$

19. B 【解析】由图乙可知,拉力所做的总功$W_\mathrm{总}=200\ \mathrm{J}$,根据$W=Fs$可得,木箱在斜面上通过的距离$s=\frac{W_\mathrm{总}}{F}=\frac{200\ \mathrm{J}}{80\ \mathrm{N}}=2.5\ \mathrm{m}$,故B正确;由图乙可知克服木箱与斜面间的摩擦力所做的额外功$W_\mathrm{额外}=50\ \mathrm{J}$,根据$W=fs$可得,木箱与斜面间的摩擦力$f=\frac{W_\mathrm{额外}}{s}=\frac{50\ \mathrm{J}}{2.5\ \mathrm{m}}=20\ \mathrm{N}$,故A错误;根据$W_\mathrm{总}=W_\mathrm{有用}+W_\mathrm{额外}$可得,拉力所做的有用功$W_\mathrm{有用}=W_\mathrm{总}-W_\mathrm{额外}=200\ \mathrm{J}-50\ \mathrm{J}=150\ \mathrm{J}$,斜面的机械效率$\eta=\frac{W_\mathrm{有用}}{W_\mathrm{总}}×100\%=\frac{150\ \mathrm{J}}{200\ \mathrm{J}}×100\%=75\%$,故C错误;拉力做功的功率$P=\frac{W_\mathrm{总}}{t}=\frac{200\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{W}$,故D错误。

【分析】
要解决这道题，需结合图乙给出的总功、额外功，利用功、功率、机械效率的相关公式逐一分析选项：首先从总功和拉力求出斜面长度，再通过额外功计算摩擦力，接着算出有用功和机械效率，最后计算拉力的功率，对比各选项判断对错。
【解析】
由图乙可知，拉力做的总功$W_\mathrm{总}=200\ \mathrm{J}$，额外功$W_\mathrm{额外}=50\ \mathrm{J}$。
1. 计算斜面长度：根据总功公式$W_\mathrm{总}=Fs$，可得木箱在斜面上通过的距离$s=\frac{W_\mathrm{总}}{F}=\frac{200\ \mathrm{J}}{80\ \mathrm{N}}=2.5\ \mathrm{m}$，故B选项正确。
2. 计算摩擦力：额外功是克服摩擦力做的功，由$W_\mathrm{额外}=fs$，得摩擦力$f=\frac{W_\mathrm{额外}}{s}=\frac{50\ \mathrm{J}}{2.5\ \mathrm{m}}=20\ \mathrm{N}$，故A选项错误。
3. 计算机械效率：有用功$W_\mathrm{有用}=W_\mathrm{总}-W_\mathrm{额外}=200\ \mathrm{J}-50\ \mathrm{J}=150\ \mathrm{J}$，斜面的机械效率$\eta=\frac{W_\mathrm{有用}}{W_\mathrm{总}}×100\%=\frac{150\ \mathrm{J}}{200\ \mathrm{J}}×100\%=75\%$，故C选项错误。
4. 计算拉力功率：拉力做功的功率$P=\frac{W_\mathrm{总}}{t}=\frac{200\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{W}$，故D选项错误。
【答案】
B
【知识点】
斜面的功、机械效率、功率
【点评】
本题考查斜面相关物理量的计算，需明确总功、有用功、额外功的关系，熟练运用功、功率、机械效率的公式，是基础的力学综合题。
【难度系数】
0.6

20 [2024盐城东台期末]小张用两种方法将一箱书搬上楼：① 把所有的书一起搬上楼；② 先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分。人做的总功多的是方法，效率大的是方法。若他上楼的速度相同，搬书功率大的是方法。（①/②）

20. ② ① ①

【分析】
要解决本题，需明确总功、有用功、额外功、机械效率和功率的概念：
1. 有用功是克服书的重力做的功，两种方法书总重力相同、上楼高度相同，故有用功相等；
2. 额外功主要是克服自身重力做功，方法①搬一次，额外功为1次克服人重力的功；方法②分两次搬，额外功为2次克服人重力的功，因此方法②总功（有用功+额外功）更多；
3. 机械效率η=W有用/W总，有用功相同，总功越小效率越高，故方法①效率更大；
4. 功率P=W/t，上楼速度相同，方法①用时更短，结合总功计算可知方法①功率更大。
【解析】
设书总重力为G书，人的重力为G人，上楼高度为h，上楼速度为v：
1. 总功比较：
有用功W有用=G书h，两种方法W有用相等；
方法①总功W总1=W有用+W额1=G书h + G人h（额外功为1次克服人重力的功）；
方法②总功W总2=W有用+W额2=G书h + 2G人h（额外功为2次克服人重力的功）；
因此W总2＞W总1，总功多的是方法②。
2. 机械效率比较：
机械效率η=W有用/W总，W有用相同，W总越小η越大，故η1＞η2，效率大的是方法①。
3. 功率比较：
上楼时间t=h/v，方法①用时t1=h/v，方法②用时t2=2h/v；
功率P=W总/t，P1=(G书h+G人h)/(h/v)=(G书+G人)v；
P2=(G书h+2G人h)/(2h/v)=(G书+2G人)v/2；
计算得P1-P2=G书v/2＞0，故P1＞P2，功率大的是方法①。
【答案】
② ① ①
【知识点】
功、机械效率、功率
【点评】
本题考查功、机械效率与功率的综合应用，核心是明确额外功的来源（克服自身重力做功），需结合实际搬书场景分析总功、效率、功率的变化，属于中等难度的力学应用题。
【难度系数】
0.5

21 图中AOB是可绕O点无摩擦转动的轻杆，在A端挂重为300 N的物块，AO与OB的长度之比为5：4。人始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环，要使轻杆水平平衡，人应施加的拉力为N，人要不被拉起，则人重至少为N。与水平平衡相比，当轻杆在图中虚线位置平衡时，人的拉力将（变大/不变/变小）。

21. 375 375 不变

【分析】
要解决本题，需运用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂）分析。首先确定支点为O点，A端物块的重力是阻力，人对B端的拉力是动力。先根据水平平衡时的力臂关系计算拉力；人不被拉起时，拉力最大等于人的重力；再分析杆倾斜时力臂的变化，判断拉力是否改变。
【解析】
1. 轻杆水平平衡时，根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $：A端物块重力 $ G=300\ \mathrm{N} $ 为阻力，阻力臂为 $ AO $；B端拉力 $ F $ 为动力，动力臂为 $ OB $。已知 $ AO:OB=5:4 $，代入公式得：
$ G × AO = F × OB $
$ 300\ \mathrm{N} × 5 = F × 4 $
解得 $ F = \frac{300\ \mathrm{N} × 5}{4} = 375\ \mathrm{N} $。
2. 人要不被拉起，人对轻环的拉力最大等于人的重力，因此人重至少为375 N。
3. 当轻杆在虚线位置平衡时，A端拉力（等于物块重力）和B端拉力均沿竖直方向，由几何相似可知，此时两个力的力臂比值仍为 $ AO:OB=5:4 $，根据杠杆平衡条件，拉力 $ F = \frac{G × AO'}{OB'} $，比值不变，所以人的拉力不变。
【答案】
375；375；不变
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是正确确定力臂，注意杆倾斜时力臂的比值不变，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.6

22 [2024无锡新吴期末]小明用动滑轮和弹簧测力计将静止在桌面上的笔袋慢慢匀速提高10 cm，如图甲所示，弹簧测力计的读数随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为1 N，不计绳重和摩擦，则笔袋的重力为N，动滑轮的机械效率为，若在笔袋中取出一块橡皮，动滑轮的机械效率将(增大/不变/减小)。

22. 3 75% 减小

【分析】
要解决本题，需结合动滑轮的受力平衡、机械效率公式分析：
1. 动滑轮匀速提升物体时，不计绳重和摩擦，动滑轮受向上的两段绳子拉力，向下的总力为物体重力与动滑轮重力，根据受力平衡可求物体重力；
2. 机械效率需区分有用功（提升物体做的功）和总功（拉力做的功），结合动滑轮的距离关系（绳子自由端移动距离s=2h）计算；
3. 机械效率与物重有关，物重变化时，在动滑轮重力不变的情况下，机械效率会相应改变。
【解析】
1. 求笔袋的重力：
由图乙可知，物体被匀速提升时，弹簧测力计的拉力F=2N。不计绳重和摩擦，动滑轮匀速运动，受力平衡，向上的两段绳子总拉力等于向下的物体重力与动滑轮重力之和，即：2F = G笔袋 + G动。代入数据得：2×2N = G笔袋 +1N，解得G笔袋=3N。
2. 求动滑轮的机械效率：
有用功是提升笔袋做的功：W有=G笔袋h；总功是拉力做的功：W总=F×s，动滑轮的绳子段数n=2，故绳子自由端移动距离s=2h。因此机械效率：η=W有/W总=(G笔袋h)/(F×2h)=G笔袋/(2F)=3N/(2×2N)=75%。
3. 分析取出橡皮后机械效率的变化：
不计绳重和摩擦，动滑轮的额外功来自动滑轮自身重力，机械效率公式可推导为：η=G物/(G物+G动)。当笔袋中取出橡皮，笔袋的重力G物减小，而动滑轮重力G动不变，所以动滑轮的机械效率将减小。
【答案】
3；75%；减小
【知识点】
动滑轮的特点；机械效率计算；影响机械效率的因素
【点评】
本题考查动滑轮的受力分析、机械效率计算及影响因素，需明确动滑轮的受力关系和机械效率公式，区分有用功与总功，难度适中。
【难度系数】
0.6

23 用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请在图中用笔画线代替绳子画出连接滑轮组最省力的绕法。

23. 如图所示

【分析】要画出滑轮组最省力的绕法，需结合实际情况：人站在地面拉动绳子，拉力方向需向下。滑轮组的省力程度由承担物重的绳子段数决定，段数越多越省力。本题滑轮组由1个定滑轮和1个动滑轮组成，当拉力方向向下时，最多可使2段绳子承担物重，因此需按“偶定”原则（n=2为偶数），将绳子固定在定滑轮的挂钩上，依次绕过动滑轮和定滑轮，既满足拉力向下，又达到最省力的效果。
【解析】最省力的绕线步骤：①确定绳子固定端：因拉力方向向下，且滑轮组为1定1动结构，n=2（偶数），故绳子固定端系在定滑轮的挂钩上；②绕线：将绳子向下绕过动滑轮，再向上绕过定滑轮；③最终人在地面向下拉动绳子，此时动滑轮上有2段绳子承担水桶和动滑轮的总重，是符合实际的最省力绕法，具体绕线如图所示。
【答案】如图所示（对应题目中第23题的第二幅图的绕线）
【知识点】滑轮组、简单机械
【点评】本题考查滑轮组的绕线方法，核心是结合拉力方向和省力要求确定绕法，属于简单机械的基础应用，难度适中。
【难度系数】0.6