登录
13.（2024·乐山）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6 m到达B点时松手，随后冰壶沿冰道运动30 m后停在O点.若运动员对冰壶的水平推力为9 N，冰壶运动时受到水平方向的阻力，大小恒为1.5 N，冰壶沿直线运动，则此过程中
（
A.推力对冰壶做的功为270 J
B.推力对冰壶做的功为324 J
C.冰壶克服阻力做的功为54 J
D.冰壶克服阻力做的功为45 J
（
C
）A.推力对冰壶做的功为270 J
B.推力对冰壶做的功为324 J
C.冰壶克服阻力做的功为54 J
D.冰壶克服阻力做的功为45 J
答案
13. C 解析:运动员的推力对冰壶做的功$W=Fs=9\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=54\ \mathrm{J}$;冰壶克服阻力做的功$W'=fs'=1.5\ \mathrm{N}×(6\ \mathrm{m}+30\ \mathrm{m})=54\ \mathrm{J}$.C正确.
解析
【分析】
我们解题时首先要明确功的计算公式W=Fs的核心要求：计算某一个力做的功时，必须代入该力持续作用过程中，物体沿力的方向移动的对应距离。首先分析推力：运动员仅在冰壶从A点运动到B点的6m过程中对冰壶施加推力，松手后推力就不再作用在冰壶上，因此推力对应的运动距离是6m，代入公式即可算出推力做功，排除错误的A、B选项。接着分析阻力：冰壶整个运动过程中始终受到恒定的阻力，总运动路程是从A点到O点的全部距离，也就是6m加上松手后运动的30m，代入功的公式就能算出冰壶克服阻力做的功，最终选出正确选项。
【解析】
1. 计算推力对冰壶做的功：
已知推力F=9N，推力持续作用时冰壶移动的距离s₁=6m，根据功的计算公式可得：
$W_{\mathrm{推}} = Fs_1 = 9\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m} = 54\ \mathrm{J}$
因此选项A的270J、选项B的324J均为错误结果。
2. 计算冰壶克服阻力做的功：
冰壶全程运动的总路程$s_{\mathrm{总}} = 6\ \mathrm{m} + 30\ \mathrm{m} = 36\ \mathrm{m}$，阻力f=1.5N始终作用在冰壶上，因此冰壶克服阻力做功：
$W_{\mathrm{阻}} = fs_{\mathrm{总}} = 1.5\ \mathrm{N} × 36\ \mathrm{m} = 54\ \mathrm{J}$
因此选项D的45J错误，选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
功的计算；做功的条件
【点评】
本题的易错点是容易混淆不同力对应的作用距离，不少同学会错误将推力的作用距离当成冰壶运动的全部36m，或是计算阻力做功时忽略运动员推冰壶的6m路程，解题时一定要牢记“力和距离一一对应”的原则，明确每个力的存在时间段，再匹配对应时间段的运动距离代入公式计算。
【难度系数】
0.6
我们解题时首先要明确功的计算公式W=Fs的核心要求：计算某一个力做的功时，必须代入该力持续作用过程中，物体沿力的方向移动的对应距离。首先分析推力：运动员仅在冰壶从A点运动到B点的6m过程中对冰壶施加推力，松手后推力就不再作用在冰壶上，因此推力对应的运动距离是6m，代入公式即可算出推力做功，排除错误的A、B选项。接着分析阻力：冰壶整个运动过程中始终受到恒定的阻力，总运动路程是从A点到O点的全部距离，也就是6m加上松手后运动的30m，代入功的公式就能算出冰壶克服阻力做的功，最终选出正确选项。
【解析】
1. 计算推力对冰壶做的功：
已知推力F=9N，推力持续作用时冰壶移动的距离s₁=6m，根据功的计算公式可得：
$W_{\mathrm{推}} = Fs_1 = 9\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m} = 54\ \mathrm{J}$
因此选项A的270J、选项B的324J均为错误结果。
2. 计算冰壶克服阻力做的功：
冰壶全程运动的总路程$s_{\mathrm{总}} = 6\ \mathrm{m} + 30\ \mathrm{m} = 36\ \mathrm{m}$，阻力f=1.5N始终作用在冰壶上，因此冰壶克服阻力做功：
$W_{\mathrm{阻}} = fs_{\mathrm{总}} = 1.5\ \mathrm{N} × 36\ \mathrm{m} = 54\ \mathrm{J}$
因此选项D的45J错误，选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
功的计算；做功的条件
【点评】
本题的易错点是容易混淆不同力对应的作用距离，不少同学会错误将推力的作用距离当成冰壶运动的全部36m，或是计算阻力做功时忽略运动员推冰壶的6m路程，解题时一定要牢记“力和距离一一对应”的原则，明确每个力的存在时间段，再匹配对应时间段的运动距离代入公式计算。
【难度系数】
0.6
14. 如图所示,用 50 N 的水平拉力使重为 200 N 的物体 A 水平向右匀速移动了 3 m,在这个过程中 （
A.拉力 F 做了 150 J 的功
B.拉力 F 做了 300 J 的功
C.重力做了 600 J 的功
D.重力做了 1 200 J 的功
B
）A.拉力 F 做了 150 J 的功
B.拉力 F 做了 300 J 的功
C.重力做了 600 J 的功
D.重力做了 1 200 J 的功
答案
14. B 解析:绳子自由端移动的距离$s=2×3\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{m}$,拉力做的功$W=Fs=50\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=300\ \mathrm{J}$,A错误,B正确;物体在重力的方向上没有移动距离,重力做的功为零,C、D错误.
解析
【分析】
首先识别图中的滑轮为动滑轮，且物体A连接在动滑轮的轴上，拉力作用在绳子自由端，这类动滑轮的位移特点是拉力端移动的距离等于物体移动距离的2倍。解题时第一步先根据物体的移动距离算出拉力F自身移动的距离；第二步利用功的计算公式W=Fs计算拉力做的功；第三步根据做功的必要条件判断重力是否做功：重力方向竖直向下，物体沿水平方向运动，竖直方向没有位移，因此重力做功为0，最后逐一排除错误选项得到正确结果。
【解析】
1. 确定拉力端移动距离：图中动滑轮随物体A一起运动，当物体A水平向右移动3m时，两段拉着动滑轮的绳子都需要缩短3m，因此拉力F作用的绳子自由端移动的距离为：
$s = 2s_{\mathrm{物}} = 2×3\ \mathrm{m} = 6\ \mathrm{m}$
2. 计算拉力做功：根据功的定义式$W=Fs$，代入拉力和拉力移动距离的数值：
$W = 50\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m} = 300\ \mathrm{J}$，因此选项A错误，选项B正确。
3. 判断重力做功：重力方向竖直向下，物体A仅沿水平方向移动，在重力的方向上没有通过位移，因此重力对物体做的功为0，选项C、D均错误。
综上，本题选B。
【答案】B
【知识点】动滑轮特点，功的计算
【点评】
本题的易错点是容易混淆该特殊使用方式下动滑轮的位移关系，误将拉力移动距离等同于物体移动的3m，从而算出150J的错误结果，同时需要牢记做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离，和运动方向垂直的力不做功。
【难度系数】
0.6
首先识别图中的滑轮为动滑轮，且物体A连接在动滑轮的轴上，拉力作用在绳子自由端，这类动滑轮的位移特点是拉力端移动的距离等于物体移动距离的2倍。解题时第一步先根据物体的移动距离算出拉力F自身移动的距离；第二步利用功的计算公式W=Fs计算拉力做的功；第三步根据做功的必要条件判断重力是否做功：重力方向竖直向下，物体沿水平方向运动，竖直方向没有位移，因此重力做功为0，最后逐一排除错误选项得到正确结果。
【解析】
1. 确定拉力端移动距离：图中动滑轮随物体A一起运动，当物体A水平向右移动3m时，两段拉着动滑轮的绳子都需要缩短3m，因此拉力F作用的绳子自由端移动的距离为：
$s = 2s_{\mathrm{物}} = 2×3\ \mathrm{m} = 6\ \mathrm{m}$
2. 计算拉力做功：根据功的定义式$W=Fs$，代入拉力和拉力移动距离的数值：
$W = 50\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m} = 300\ \mathrm{J}$，因此选项A错误，选项B正确。
3. 判断重力做功：重力方向竖直向下，物体A仅沿水平方向移动，在重力的方向上没有通过位移，因此重力对物体做的功为0，选项C、D均错误。
综上，本题选B。
【答案】B
【知识点】动滑轮特点，功的计算
【点评】
本题的易错点是容易混淆该特殊使用方式下动滑轮的位移关系，误将拉力移动距离等同于物体移动的3m，从而算出150J的错误结果，同时需要牢记做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离，和运动方向垂直的力不做功。
【难度系数】
0.6
15. 甲、乙两位同学进行爬杆比赛,甲用时9 s爬到杆顶,乙用时6 s爬到杆顶. 若甲、乙两位同学的体重之比是$5:6$,则甲、乙两位同学做的功的比值是
$5:6$
.答案
15. $5:6$ 解析:甲、乙两人均是克服自身重力做功,即$W=Fs=Gh$,杆的长度即h相等,则甲、乙两人爬到杆顶做的功的比值等于两人的体重之比,即$5:6$.
解析
【分析】
拿到这道题首先要明确爬杆过程的做功本质：人爬杆时是克服自身重力做功，对应的功的计算公式为W=Gh。接下来梳理题干条件，甲乙爬的是同一根杆，因此爬到杆顶时上升的高度h完全相等，题目给出的时间条件是计算功率才会用到的物理量，属于本题的干扰项，我们只需要将甲乙做功的比值展开，约掉相同的高度h，就能直接得到功的比值等于两人的重力之比，代入已知的体重比即可算出结果。
【解析】
解：设甲乙两位同学爬杆上升的高度为h，两人爬杆过程均是克服自身重力做功，功的计算公式为$W=Gh$。
因此甲乙做功的比值为：
$\frac{W_甲}{W_乙}=\frac{G_甲 h}{G_乙 h}=\frac{G_甲}{G_乙}$
已知甲乙体重之比即重力之比$G_甲:G_乙=5:6$，代入可得$\frac{W_甲}{W_乙}=\frac{5}{6}$，即做功比值为5:6。
【答案】
$5:6$
【知识点】
功的计算，克服重力做功
【点评】
本题属于基础概念应用题，特意设置了多余的时间条件作为干扰，容易误导学生混淆功和功率的计算逻辑，解题时只要抓住“爬杆高度相同，克服重力做功的大小仅和自身重力成正比”的核心规律，就可以快速排除干扰得到正确结果。
【难度系数】
0.8
拿到这道题首先要明确爬杆过程的做功本质：人爬杆时是克服自身重力做功，对应的功的计算公式为W=Gh。接下来梳理题干条件，甲乙爬的是同一根杆，因此爬到杆顶时上升的高度h完全相等，题目给出的时间条件是计算功率才会用到的物理量，属于本题的干扰项，我们只需要将甲乙做功的比值展开，约掉相同的高度h，就能直接得到功的比值等于两人的重力之比，代入已知的体重比即可算出结果。
【解析】
解：设甲乙两位同学爬杆上升的高度为h，两人爬杆过程均是克服自身重力做功，功的计算公式为$W=Gh$。
因此甲乙做功的比值为：
$\frac{W_甲}{W_乙}=\frac{G_甲 h}{G_乙 h}=\frac{G_甲}{G_乙}$
已知甲乙体重之比即重力之比$G_甲:G_乙=5:6$，代入可得$\frac{W_甲}{W_乙}=\frac{5}{6}$，即做功比值为5:6。
【答案】
$5:6$
【知识点】
功的计算，克服重力做功
【点评】
本题属于基础概念应用题，特意设置了多余的时间条件作为干扰，容易误导学生混淆功和功率的计算逻辑，解题时只要抓住“爬杆高度相同，克服重力做功的大小仅和自身重力成正比”的核心规律，就可以快速排除干扰得到正确结果。
【难度系数】
0.8
16. 长度为 20 cm 的相同木块 A、B 平放在水平桌面上,从图示位置开始推木块. 当 F 为 3 N时,木块静止;当 F 为 6 N 时,木块 A、B 开始做匀速直线运动,2 s 后木块 A 掉落,继续推木块 B 使其仍做匀速直线运动直到掉落.
(1)推力为 3 N 时,木块 A、B 整体受到的摩擦力为
(2)木块 A 在桌面上匀速运动时速度大小为
(3)从开始推木块到木块 B 掉落的过程中,推力共做功
(1)推力为 3 N 时,木块 A、B 整体受到的摩擦力为
3
N.(2)木块 A 在桌面上匀速运动时速度大小为
0.05
m/s.(3)从开始推木块到木块 B 掉落的过程中,推力共做功
1.2
J.答案
16. (1)3 (2)0.05 (3)1.2 解析:(1)推力为3 N时,木块A、B整体静止,根据二力平衡条件可知,A、B整体受到的摩擦力和推力是一对平衡力,所以摩擦力为3 N.(2)当木块A的重心越过桌子左端点时,木块A就会掉落,此时移动的距离$s=\frac{20\ \mathrm{cm}}{2}=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$,木块A在桌面上运动的速度$v=\frac{s}{t}=\frac{0.1\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.05\ \mathrm{m/s}$.(3)木块静止时推力做的功为零;木块A掉落前推力做的功$W_1=F_1s=6\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$,当木块B的重心越过桌子左端点时,木块B就会掉落,从木块A掉落到木块B掉落的过程中,木块B移动的距离$s'=0.1\ \mathrm{m}+0.1\ \mathrm{m}=0.2\ \mathrm{m}$,这段过程中,桌面所受压力大小变成了之前的一半,接触面的粗糙程度不变,则摩擦力变为原来的一半,根据二力平衡可知,此时推力$F_2=\frac{1}{2}F_1=3\ \mathrm{N}$,推力$F_2$做的功$W_2=F_2s'=3\ \mathrm{N}×0.2\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$;从开始推木块到木块B掉落的过程中,推力做的功$W=W_1+W_2=0.6\ \mathrm{J}+0.6\ \mathrm{J}=1.2\ \mathrm{J}$.
解析
【分析】
我们可以分小问逐步梳理解题思路：
1. 第一问：推力为3N时木块整体静止，属于平衡状态，水平方向仅受推力和静摩擦力，根据二力平衡的特点，两个力大小相等，直接就能得到摩擦力的数值。
2. 第二问：要计算匀速运动的速度，首先明确木块A掉落的临界条件：当A的重心越过桌面左边缘时A就会掉落，A的长度为20cm，因此A从初始位置到刚好掉落，整体向左移动的距离刚好是A长度的一半也就是10cm，已知这段运动时间是2s，代入速度公式v=s/t即可算出速度。
3. 第三问：计算总推力做功，首先静止阶段推力没有位移，做功为0，只需要计算两段匀速过程的功：第一段是A掉落前，推力为6N，移动距离0.1m，算出对应功W1；A掉落后，只有B压在桌面上，对桌面的压力变为原来的一半，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力也减半，匀速运动时推力等于摩擦力，即推力变为3N，B直到自身重心越过桌面左边缘才会掉落，这段过程B需要向左移动0.2m，算出对应功W2，两段功相加就是总推力做功。
【解析】
(1) 推力为3N时，A、B整体静止，处于平衡状态，水平方向的推力和静摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此整体受到的摩擦力f=F=3N。
(2) 木块A刚好掉落时，A的重心越过桌面左端点，A长度为20cm，因此整体向左移动的距离$s=\frac{20\ \mathrm{cm}}{2}=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$，已知运动时间t=2s，代入速度公式得：
$v=\frac{s}{t}=\frac{0.1\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.05\ \mathrm{m/s}$。
(3) ① 推力为3N时木块静止，位移为0，推力做功为0；
② A掉落前，推力$F_1=6\ \mathrm{N}$，移动距离s=0.1m，此阶段推力做功：
$W_1=F_1s=6\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$；
③ A掉落后，B对桌面的压力变为A、B总压力的一半，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力变为原来的一半，B做匀速直线运动，此时推力$F_2$等于滑动摩擦力，即$F_2=\frac{6\ \mathrm{N}}{2}=3\ \mathrm{N}$；B从A刚掉落的位置到自身重心越过桌面左边缘（B掉落），需要向左移动的距离$s'=0.1\ \mathrm{m}+0.1\ \mathrm{m}=0.2\ \mathrm{m}$，此阶段推力做功：
$W_2=F_2s'=3\ \mathrm{N}×0.2\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$；
④ 总推力做功$W=W_1+W_2=0.6\ \mathrm{J}+0.6\ \mathrm{J}=1.2\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1)3 (2)0.05 (3)1.2
【知识点】
二力平衡条件，速度计算，功的计算
【点评】
本题是初中力学的小型综合应用题，易错点在于木块掉落的临界位移判断，以及A掉落后推力的大小变化，需要理解物体从桌面掉落的临界条件是重心超出支撑面边缘，同时结合滑动摩擦力和压力的关系分析后续受力，对学生的综合分析能力有一定要求，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
我们可以分小问逐步梳理解题思路：
1. 第一问：推力为3N时木块整体静止，属于平衡状态，水平方向仅受推力和静摩擦力，根据二力平衡的特点，两个力大小相等，直接就能得到摩擦力的数值。
2. 第二问：要计算匀速运动的速度，首先明确木块A掉落的临界条件：当A的重心越过桌面左边缘时A就会掉落，A的长度为20cm，因此A从初始位置到刚好掉落，整体向左移动的距离刚好是A长度的一半也就是10cm，已知这段运动时间是2s，代入速度公式v=s/t即可算出速度。
3. 第三问：计算总推力做功，首先静止阶段推力没有位移，做功为0，只需要计算两段匀速过程的功：第一段是A掉落前，推力为6N，移动距离0.1m，算出对应功W1；A掉落后，只有B压在桌面上，对桌面的压力变为原来的一半，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力也减半，匀速运动时推力等于摩擦力，即推力变为3N，B直到自身重心越过桌面左边缘才会掉落，这段过程B需要向左移动0.2m，算出对应功W2，两段功相加就是总推力做功。
【解析】
(1) 推力为3N时，A、B整体静止，处于平衡状态，水平方向的推力和静摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此整体受到的摩擦力f=F=3N。
(2) 木块A刚好掉落时，A的重心越过桌面左端点，A长度为20cm，因此整体向左移动的距离$s=\frac{20\ \mathrm{cm}}{2}=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$，已知运动时间t=2s，代入速度公式得：
$v=\frac{s}{t}=\frac{0.1\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.05\ \mathrm{m/s}$。
(3) ① 推力为3N时木块静止，位移为0，推力做功为0；
② A掉落前，推力$F_1=6\ \mathrm{N}$，移动距离s=0.1m，此阶段推力做功：
$W_1=F_1s=6\ \mathrm{N}×0.1\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$；
③ A掉落后，B对桌面的压力变为A、B总压力的一半，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力变为原来的一半，B做匀速直线运动，此时推力$F_2$等于滑动摩擦力，即$F_2=\frac{6\ \mathrm{N}}{2}=3\ \mathrm{N}$；B从A刚掉落的位置到自身重心越过桌面左边缘（B掉落），需要向左移动的距离$s'=0.1\ \mathrm{m}+0.1\ \mathrm{m}=0.2\ \mathrm{m}$，此阶段推力做功：
$W_2=F_2s'=3\ \mathrm{N}×0.2\ \mathrm{m}=0.6\ \mathrm{J}$；
④ 总推力做功$W=W_1+W_2=0.6\ \mathrm{J}+0.6\ \mathrm{J}=1.2\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1)3 (2)0.05 (3)1.2
【知识点】
二力平衡条件，速度计算，功的计算
【点评】
本题是初中力学的小型综合应用题，易错点在于木块掉落的临界位移判断，以及A掉落后推力的大小变化，需要理解物体从桌面掉落的临界条件是重心超出支撑面边缘，同时结合滑动摩擦力和压力的关系分析后续受力，对学生的综合分析能力有一定要求，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
17. 在水平地面上有一个长方体木箱,小林用水平推力$F$把木箱向前推动,如图甲所示,推力$F$、木箱速度$v$随时间$t$变化的关系图像如图乙、丙所示.此过程中,重力做的功为
0
J；$3∼5\ \mathrm{s}$内,推力对木箱所做的功为400
J；第$2\ \mathrm{s}$时木箱受到的合力为100
$\mathrm{N}.$答案
17. 0 400 100 解析:木箱在水平地面上移动,没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功;由题图乙、丙可知,木箱在3~5 s内做匀速直线运动,运动速度$v_3=1\ \mathrm{m/s}$,推力$F_3=200\ \mathrm{N}$,在3~5 s内移动的距离$s_3=v_3t_3=1\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{m}$,推力做的功$W=F_3s_3=200\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{J}$;木箱做匀速直线运动时受到的滑动摩擦力$f=F_3=200\ \mathrm{N}$,而第2 s时推力$F_2=300\ \mathrm{N}$,$f$不变,木箱所受的合力$F_合=F_2-f=300\ \mathrm{N}-200\ \mathrm{N}=100\ \mathrm{N}$.
解析
【分析】
我们逐个梳理三个空的解题思路：1. 判断重力做功情况，依据做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动距离。木箱沿水平地面运动，重力方向竖直向下，竖直方向没有移动距离，因此重力做功为0。2. 计算3~5s内推力的功，先从丙图v-t图像得到该阶段木箱做匀速直线运动，速度v=1m/s，时间间隔t=5s-3s=2s，先通过s=vt算出木箱移动的距离，再从乙图F-t图像得到该阶段推力F=200N，最后用W=Fs计算推力做的功。3. 计算第2s的合力，首先3~5s木箱匀速，水平方向二力平衡，滑动摩擦力大小等于此时的推力200N；滑动摩擦力只和接触面粗糙程度、压力大小有关，木箱运动过程中这两个因素都不变，因此1~3s内木箱受到的滑动摩擦力仍为200N，第2s时推力为300N，两个力方向相反，合力为推力减去摩擦力即可得到结果。
【解析】
1. 重力做功判断：木箱在水平地面运动，运动方向为水平方向，重力方向竖直向下，木箱没有在重力的方向上通过距离，因此重力做功为0J。
2. 3~5s内推力做功计算：
由丙图可知，3~5s内木箱做匀速直线运动，速度v=1m/s，运动时间t=5s-3s=2s，
木箱移动的距离：$s = vt = 1\ \mathrm{m/s} × 2\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{m}$，
由乙图可知，3~5s内推力F=200N，
推力做的功：$W = Fs = 200\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m} = 400\ \mathrm{J}$。
3. 第2s时木箱的合力计算：
3~5s木箱匀速直线运动，水平方向推力和滑动摩擦力平衡，因此滑动摩擦力$f=F=200\ \mathrm{N}$；
滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，木箱运动时这两个条件不变，因此第2s时木箱受到的滑动摩擦力仍为200N；
由乙图可知第2s时推力$F'=300\ \mathrm{N}$，推力与摩擦力方向相反，因此合力$F_合 = F' - f = 300\ \mathrm{N} - 200\ \mathrm{N} = 100\ \mathrm{N}$。
【答案】
0；400；100
【知识点】
做功的判断；功的计算；合力计算
【点评】
本题属于力学综合题，结合F-t图像和v-t图像提取信息是解题的核心，重点考察了对做功条件的理解、功的公式应用，易错点是忽略滑动摩擦力在运动过程中大小不变的特点，无法正确计算第2s的合力，整体难度适中，能有效巩固力学图像类问题的解题思路。
【难度系数】
0.6
我们逐个梳理三个空的解题思路：1. 判断重力做功情况，依据做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动距离。木箱沿水平地面运动，重力方向竖直向下，竖直方向没有移动距离，因此重力做功为0。2. 计算3~5s内推力的功，先从丙图v-t图像得到该阶段木箱做匀速直线运动，速度v=1m/s，时间间隔t=5s-3s=2s，先通过s=vt算出木箱移动的距离，再从乙图F-t图像得到该阶段推力F=200N，最后用W=Fs计算推力做的功。3. 计算第2s的合力，首先3~5s木箱匀速，水平方向二力平衡，滑动摩擦力大小等于此时的推力200N；滑动摩擦力只和接触面粗糙程度、压力大小有关，木箱运动过程中这两个因素都不变，因此1~3s内木箱受到的滑动摩擦力仍为200N，第2s时推力为300N，两个力方向相反，合力为推力减去摩擦力即可得到结果。
【解析】
1. 重力做功判断：木箱在水平地面运动，运动方向为水平方向，重力方向竖直向下，木箱没有在重力的方向上通过距离，因此重力做功为0J。
2. 3~5s内推力做功计算：
由丙图可知，3~5s内木箱做匀速直线运动，速度v=1m/s，运动时间t=5s-3s=2s，
木箱移动的距离：$s = vt = 1\ \mathrm{m/s} × 2\ \mathrm{s} = 2\ \mathrm{m}$，
由乙图可知，3~5s内推力F=200N，
推力做的功：$W = Fs = 200\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m} = 400\ \mathrm{J}$。
3. 第2s时木箱的合力计算：
3~5s木箱匀速直线运动，水平方向推力和滑动摩擦力平衡，因此滑动摩擦力$f=F=200\ \mathrm{N}$；
滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，木箱运动时这两个条件不变，因此第2s时木箱受到的滑动摩擦力仍为200N；
由乙图可知第2s时推力$F'=300\ \mathrm{N}$，推力与摩擦力方向相反，因此合力$F_合 = F' - f = 300\ \mathrm{N} - 200\ \mathrm{N} = 100\ \mathrm{N}$。
【答案】
0；400；100
【知识点】
做功的判断；功的计算；合力计算
【点评】
本题属于力学综合题，结合F-t图像和v-t图像提取信息是解题的核心，重点考察了对做功条件的理解、功的公式应用，易错点是忽略滑动摩擦力在运动过程中大小不变的特点，无法正确计算第2s的合力，整体难度适中，能有效巩固力学图像类问题的解题思路。
【难度系数】
0.6
18. 如图所示,用弹簧测力计进行两次操作:①沿竖直方向匀速提升小车,$h=30\ \mathrm{cm}$;②沿斜面匀速拉动小车,$s=60\ \mathrm{cm}$.记录的数据如下表所示.
(1)分析表中的数据可知,斜面是一种
(2)沿竖直方向匀速提升小车时,拉力所做的功是
(1)分析表中的数据可知,斜面是一种
省力
(选填“省力”或“费力”)的简单机械.(2)沿竖直方向匀速提升小车时,拉力所做的功是
3
J;沿斜面匀速拉动小车时,拉力所做的功是3.12
J;由此实验可推断,利用斜面提升物体时,不能
(选填“能”或“不能”)省功.答案
18. (1)省力 (2)3 3.12 不能 解析:(1)由题表中数据可知,沿斜面拉动小车时,拉力比小车的重力小,故斜面是一种省力的简单机械.(2)沿竖直方向匀速提升小车时,$h=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$,拉力做的功$W_1=Gh=10\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}=3\ \mathrm{J}$,沿斜面匀速拉动小车时,$s=60\ \mathrm{cm}=0.6\ \mathrm{m}$,拉力做的功$W_2=Fs=5.2\ \mathrm{N}×0.6\ \mathrm{m}=3.12\ \mathrm{J}$,故利用斜面可以省力,但不能省功.
解析
【分析】
这道题的解题思路很清晰：首先第一问判断斜面属于省力还是费力机械，我们只需要对比两次操作的拉力大小，竖直匀速提升小车时拉力等于小车自身重力，将该数值和沿斜面拉小车的拉力对比，若斜面拉力更小就说明斜面省力。第二问计算两次拉力做的功，首先要把题目给出的长度单位从厘米换算为国际单位米，再利用功的计算公式W=Fs分别代入对应数值计算，最后对比两次做功的大小，就能得出使用斜面能否省功的结论。
【解析】
(1) 由实验记录数据可知，沿竖直方向匀速提升小车时，拉力大小等于小车的重力G=10N，沿斜面匀速拉动小车时拉力F=5.2N，显然F＜G，因此斜面是一种省力的简单机械。
(2) 首先统一单位：h=30cm=0.3m，s=60cm=0.6m。
沿竖直方向匀速提升小车时，拉力做的功：
$W_1 = Gh = 10\mathrm{N} × 0.3\mathrm{m} = 3\mathrm{J}$
沿斜面匀速拉动小车时，拉力做的功：
$W_2 = Fs = 5.2\mathrm{N} × 0.6\mathrm{m} = 3.12\mathrm{J}$
对比可得$W_2＞W_1$，说明使用斜面提升物体时，不能省功。
【答案】
(1) 省力 (2) 3；3.12；不能
【知识点】
斜面的特点；功的计算；功的原理
【点评】
本题是斜面相关的基础实验题，难度较低，重点考察对斜面省力特性的认知、功的基础计算以及功的原理的理解，解题时要注意先将长度单位换算为国际单位再代入公式计算，牢记所有省力机械都无法省功的基本规律。
【难度系数】
0.8
这道题的解题思路很清晰：首先第一问判断斜面属于省力还是费力机械，我们只需要对比两次操作的拉力大小，竖直匀速提升小车时拉力等于小车自身重力，将该数值和沿斜面拉小车的拉力对比，若斜面拉力更小就说明斜面省力。第二问计算两次拉力做的功，首先要把题目给出的长度单位从厘米换算为国际单位米，再利用功的计算公式W=Fs分别代入对应数值计算，最后对比两次做功的大小，就能得出使用斜面能否省功的结论。
【解析】
(1) 由实验记录数据可知，沿竖直方向匀速提升小车时，拉力大小等于小车的重力G=10N，沿斜面匀速拉动小车时拉力F=5.2N，显然F＜G，因此斜面是一种省力的简单机械。
(2) 首先统一单位：h=30cm=0.3m，s=60cm=0.6m。
沿竖直方向匀速提升小车时，拉力做的功：
$W_1 = Gh = 10\mathrm{N} × 0.3\mathrm{m} = 3\mathrm{J}$
沿斜面匀速拉动小车时，拉力做的功：
$W_2 = Fs = 5.2\mathrm{N} × 0.6\mathrm{m} = 3.12\mathrm{J}$
对比可得$W_2＞W_1$，说明使用斜面提升物体时，不能省功。
【答案】
(1) 省力 (2) 3；3.12；不能
【知识点】
斜面的特点；功的计算；功的原理
【点评】
本题是斜面相关的基础实验题，难度较低，重点考察对斜面省力特性的认知、功的基础计算以及功的原理的理解，解题时要注意先将长度单位换算为国际单位再代入公式计算，牢记所有省力机械都无法省功的基本规律。
【难度系数】
0.8
