4.「2026广东佛山南海开学考，★★☆」送水员驾驶送水车在平直公路上沿直线行驶，其$v$-$t$图像如图所示，车在第10 s时已行驶了150 m，速度达到了20 m/s，随后匀速前进，车在行驶过程中所受阻力大小恒为2 000 N，则（）


A.10~20 s内，车的牵引力做的功为$4×10^5$ J
B.0~10 s内，车的牵引力大小恒为2 000 N
C.10~20 s内，车的牵引力做功的功率为$4×10^5$ W
D.0~20 s内，车的平均速度为15 m/s

4.A 由图可知,10~20 s内,送水车做匀速直线运动,v=20 m/s,车行驶的路程 s₂=vt₂=20 m/s×10 s=200 m;10~20 s内,送水车做匀速直线运动,牵引力与阻力互相平衡,则牵引力 F=f=2 000 N,该过程牵引力做的功 W=Fs₂=2 000 N×200 m=4×10⁵ J,牵引力做功的功率 P=W/t₂=4×10⁵ J/10 s=4×10⁴ W,故 A 正确,C 错误;0~10 s内,送水车向前加速运动,牵引力大于阻力,故 B 错误;由题意可知,送水车在 0~10 s 内通过的路程 s₁=150 m,0~20 s 内汽车通过的路程 s=s₁+s₂=150 m+200 m=350 m,则 0~20 s 内车的平均速度 v'=s/t=350 m/20 s=17.5 m/s,故 D 错误。

【分析】本题需结合v-t图像分析送水车的运动状态，再根据匀速运动的受力特点、功、功率、平均速度的公式逐一分析选项。首先明确：0~10s送水车加速，10~20s匀速。对每个选项，先确定对应时间段的运动状态，再代入公式计算判断。
【解析】
1. 分析10~20s（匀速阶段）：
匀速时速度$v=20\ \mathrm{m/s}$，时间$t_2=10\ \mathrm{s}$，行驶路程$s_2=vt_2=20\ \mathrm{m/s}×10\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{m}$；
匀速运动时，牵引力与阻力平衡，故牵引力$F=f=2000\ \mathrm{N}$；
牵引力做功$W=Fs_2=2000\ \mathrm{N}×200\ \mathrm{m}=4×10^5\ \mathrm{J}$，A选项符合计算，正确；
牵引力做功的功率$P=\frac{W}{t_2}=\frac{4×10^5\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=4×10^4\ \mathrm{W}$，C选项中功率数值错误，排除。
2. 分析0~10s（加速阶段）：
送水车加速运动，合力不为零，牵引力大于阻力（$f=2000\ \mathrm{N}$），故B选项“牵引力大小恒为2000N”错误，排除。
3. 分析0~20s的平均速度：
0~10s路程$s_1=150\ \mathrm{m}$，总路程$s=s_1+s_2=150\ \mathrm{m}+200\ \mathrm{m}=350\ \mathrm{m}$，总时间$t=20\ \mathrm{s}$；
平均速度$v'=\frac{s}{t}=\frac{350\ \mathrm{m}}{20\ \mathrm{s}}=17.5\ \mathrm{m/s}$，D选项数值错误，排除。
【答案】A
【知识点】v-t图像应用、功的计算、平均速度计算
【点评】本题结合v-t图像考查力学综合计算，需掌握不同运动状态的受力特点，熟练运用功、功率、平均速度的公式，是中等难度的力学综合题。
【难度系数】0.5

A.反映绳子自由端运动的图线是B
B.动滑轮重为50 N
C.3 s内对物体做的有用功为360 J
D.该滑轮组的机械效率约为83.3%

5.D 由图甲可知,绳子承担物重的有效段数 n=3,则绳子自由端通过的距离 s=3h,所以图乙中图线 A 是反映绳子自由端运动的图线,故 A 错误;不计绳重和摩擦,拉力 F=1/3(G+G动),则动滑轮重 G动=3F-G=3×80 N-200 N=40 N,故 B 错误;由图乙可知,t=3 s 时,物体上升的高度 h=1.5 m,对物体做的有用功 W有=Gh=200 N×1.5 m=300 J,故 C 错误;滑轮组的机械效率 η=W有/W总=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/(nF)=200 N/(3×80 N)≈83.3%,故 D 正确。

【分析】
要解决这道题，需先确定滑轮组承担物重的有效绳子段数，结合s-t图像区分物体和绳子自由端的运动图线，再利用滑轮组的拉力公式、有用功公式、机械效率公式逐一分析选项：
1. 从图甲判断承担物重的绳子段数n，明确绳子自由端移动距离s与物体上升高度h的关系（s=nh）；
2. 分析图乙的s-t图像，根据速度关系区分物体和绳子自由端对应的图线；
3. 利用不计绳重和摩擦时的拉力公式计算动滑轮重力；
4. 结合图乙确定对应时间内物体上升的高度，计算有用功；
5. 利用机械效率公式计算滑轮组的机械效率，判断各选项对错。
【解析】
选项A：由图甲可知，承担物重的绳子段数n=3，因此绳子自由端移动的距离s=3h，即绳子自由端的速度是物体上升速度的3倍。观察图乙，相同时间内图线A的路程是图线B的3倍，故图线A是绳子自由端的运动图线，A错误。
选项B：不计绳重和摩擦，拉力公式为$F=\frac{1}{n}(G+G_{动})$，变形得动滑轮重$G_{动}=nF - G=3×80N - 200N=40N$，B错误。
选项C：由图乙可知，t=3s时，物体（对应图线B）上升的高度h=1.5m，对物体做的有用功$W_{有}=Gh=200N×1.5m=300J$，C错误。
选项D：滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}=\frac{Gh}{F×3h}=\frac{G}{3F}=\frac{200N}{3×80N}≈83.3\%$，D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组计算、机械效率、s-t图像应用
【点评】
本题结合s-t图像考查滑轮组的核心计算，需先确定承担物重的绳子段数，再结合图像提取物理量，关键是掌握滑轮组的拉力、有用功、机械效率的计算公式，属于中等难度的基础题。
【难度系数】
0.6

6.「2025四川广元中考，★★☆」用如图所示的滑轮组将重450 N的物体M沿水平地面匀速拉动1 m，绳子末端拉力F大小为40 N，物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍。则下列说法错误的是（）

A.物体M所受摩擦力方向水平向左
B.绳子末端移动的距离为3 m
C.该滑轮组的机械效率为70%
D.在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率

6.C 拉动绳子,物体 M 向右移动,受到水平向左的滑动摩擦力,故 A 正确;由图可知,n=3,将物体 M 沿水平地面匀速拉动1 m,绳子末端移动的距离 s_F=3s=3×1 m=3 m,故 B 正确;物体 M 所受摩擦力大小是物重的 0.2 倍,则 f=0.2G=0.2×450 N=90 N,有用功 W有用=fs=90 N×1 m=90 J,总功 W总=Fs_F=40 N×3 m=120 J,则该滑轮组的机械效率 η=W有用/W总=90 J/120 J=75%,故 C 错误;在绳子与滑轮间加润滑油可以减小部件间的摩擦,减少额外功,提高滑轮组的机械效率,故 D 正确。
误区辨析 对于“水平”滑轮组而言,克服地面摩擦做的功为有用功,拉力做的功为总功,在绳子和滑轮间加润滑油,增大物重,可提高滑轮组的机械效率。

【分析】
本题考查水平滑轮组的相关知识，需逐一分析选项：首先明确水平滑轮组的有用功是克服物体与地面间摩擦力做的功，总功是拉力做的功；再结合摩擦力方向、滑轮组绳子段数、机械效率计算等知识点判断各选项正误。
【解析】
1. 选项A分析：物体M向右匀速运动，摩擦力阻碍相对运动，因此摩擦力方向水平向左，A正确。
2. 选项B分析：由图可知，水平滑轮组承担摩擦力的绳子段数$n=3$，物体移动距离$s_{物}=1m$，则绳子末端移动距离$s_{F}=n×s_{物}=3×1m=3m$，B正确。
3. 选项C分析：物体所受摩擦力$f=0.2G=0.2×450N=90N$；有用功为克服摩擦力做的功：$W_{有用}=f×s_{物}=90N×1m=90J$；总功为拉力做的功：$W_{总}=F×s_{F}=40N×3m=120J$；机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{90J}{120J}=75\%≠70\%$，C错误。
4. 选项D分析：在绳子与滑轮间加润滑油，可减小滑轮与轴的摩擦，减少额外功，从而提高滑轮组的机械效率，D正确。
【答案】
C
【知识点】
水平滑轮组机械效率、摩擦力方向、滑轮组距离计算
【点评】
本题为中考常见题型，重点考查水平滑轮组的核心计算，易错点是混淆水平与竖直滑轮组的有用功（水平滑轮组有用功是克服摩擦力做功，而非克服物重做功），需准确区分功的对应关系。
【难度系数】
0.6