【分析】
要解决这道题，需明确做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。首先，提梁机匀速提升箱梁时，对箱梁的拉力等于箱梁的重力，拉力方向竖直向上，提升高度是竖直方向的距离，可利用公式计算做功；其次，水平移动箱梁时，拉力方向竖直向上，移动距离是水平方向，力与距离垂直，此时不做功。
【解析】
1. 计算箱梁的重力：
已知箱梁质量$ m = 715\ \mathrm{t} = 715 × 10^3\ \mathrm{kg} $，取$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $，根据重力公式$ G = mg $，可得箱梁重力$ G = 715 × 10^3\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 7.15 × 10^6\ \mathrm{N} $。
2. 计算提升箱梁时做的功：
提梁机匀速提升箱梁，拉力$ F = G $，提升高度$ h = 10\ \mathrm{m} $，根据功的公式$ W = Fs $（$ s $为力方向上的距离），得提升时做功$ W_1 = Gh = 7.15 × 10^6\ \mathrm{N} × 10\ \mathrm{m} = 7.15 × 10^7\ \mathrm{J} $。
3. 计算水平移动时做的功：
提梁机对箱梁的拉力方向竖直向上，水平移动的距离是水平方向，力与移动方向垂直，不满足做功条件，因此水平移动时做功$ W_2 = 0\ \mathrm{J} $。
【答案】
$ 7.15×10^7 $；$ 0 $
【知识点】
功的计算；做功的必要因素
【点评】
本题考查功的计算及做功的判断，核心是掌握做功的两个必要因素，区分力的方向与移动距离的方向是否一致，属于基础应用类题目，难度较低。
【难度系数】
0.6

【分析】将大桥简化为杠杆模型，支点为O点，阻力是桥的重力G，动力是斜拉索的拉力。力臂是支点到力的作用线的垂直距离，对比图(c)和(d)可知，桥塔越高，斜拉索拉力的力臂越大。根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，所需动力越小，据此可得出结论。
【解析】把大桥抽象为杠杆，支点为O，阻力是桥的重力G，动力是斜拉索的拉力。力臂是支点到力的作用线的垂直距离，桥塔高度增加时，斜拉索拉力的力臂会变大。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $，阻力G和阻力臂不变，动力臂增大时，斜拉索的拉力会减小。因此适当增加桥塔的高度，可以增加力臂，从而减小斜拉索的拉力。
【答案】增加 减小
【知识点】杠杆平衡条件；力臂的概念
【点评】本题结合斜拉桥的实际场景，将实际问题转化为杠杆模型，考查杠杆平衡条件的应用，体现了物理知识与生活的紧密联系，帮助学生理解物理原理在工程中的应用。
【难度系数】0.6

【分析】
要解决这道题，需结合功率公式$P=Fv$分析汽车爬坡时牵引力与速度的关系。首先，汽车爬坡时需要克服更大的阻力，因此需要更大的牵引力；再根据公式$P=Fv$，当发动机功率$P$一定时，牵引力$F$与速度$v$成反比，要增大牵引力，需减小速度，所以应换用低速挡。
【解析】
汽车爬坡时，需要克服更大的重力分力，因此需要更大的牵引力。根据功率公式$P=Fv$（发动机的输出功率$P$保持不变），变形可得$F=\frac{P}{v}$，由此可知，在功率$P$一定时，牵引力$F$与速度$v$成反比。因此，要增大牵引力$F$，需减小速度$v$，所以爬坡时应换用低速挡。
【答案】
大；低速
【知识点】
功率与牵引力、速度的关系
【点评】
本题将物理公式与生活实际场景（汽车爬坡）结合，考查对功率公式的理解与应用，属于基础题型，难度较低，掌握公式中物理量的关系即可解答。
【难度系数】
0.7

【分析】
要计算杠杆的机械效率，需先明确有用功（克服钩码重力做的功）和总功（拉力做的功），再利用机械效率公式计算；分析钩码移到B点时的机械效率变化，需判断有用功和额外功的变化：钩码离支点更近，相同动力作用点上升时，钩码上升高度减小，有用功减少，额外功（克服杠杆自重）变化不大，据此判断机械效率变化。
【解析】
1. 计算机械效率：
有用功是提升钩码做的功：$W_{有}=Gh=5\,\mathrm{N} × 0.3\,\mathrm{m}=1.5\,\mathrm{J}$，
总功是拉力做的功：$W_{总}=Fs=4\,\mathrm{N} × 0.5\,\mathrm{m}=2\,\mathrm{J}$，
机械效率：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{1.5\,\mathrm{J}}{2\,\mathrm{J}} × 100\%=75\%$。
2. 分析机械效率变化：
钩码移到B点时，动力作用点C上升0.5m，由于B点离支点O更近，钩码上升的高度小于原来的0.3m，因此有用功$W_{有}'=Gh'$变小；额外功是克服杠杆自身重力做的功，提升过程中杠杆上升的高度变化不大，额外功近似不变。根据$\eta=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}}$，有用功占总功的比例变小，故机械效率变小。
【答案】
75；变小
【知识点】
杠杆机械效率、功的计算
【点评】
本题考查杠杆机械效率的计算及变化分析，核心是区分有用功和额外功，理解钩码位置对有用功的影响，难度适中。
【难度系数】
0.5

【分析】
本题考查动滑轮的相关计算，需明确动滑轮的受力特点、绳子移动距离与物体上升高度的关系，以及机械效率的影响因素。解题时先通过动滑轮的受力平衡求动滑轮重力，再结合绳子段数计算绳子移动距离和拉力功率，最后根据机械效率的公式判断提升高度变化时的效率情况。
【解析】
1. 计算拉力的功率：
由图可知，动滑轮的绳子段数$n=2$，物体上升高度$h=1m$，则绳子自由端移动的距离$s=nh=2×1m=2m$。
拉力做的总功$W_{总}=F×s=6N×2m=12J$，
拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{12J}{4s}=3W$。
2. 计算动滑轮的重力：
不计绳重和摩擦，动滑轮匀速运动时受力平衡，向上的总拉力等于向下的总重力，即$2F=G+G_{动}$，
因此动滑轮重力$G_{动}=2F - G=2×6N -10N=2N$。
3. 计算4s内绳子上升的距离：
由上述分析，绳子自由端移动距离$s=nh=2×1m=2m$。
4. 判断动滑轮的效率变化：
动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}$，可见机械效率与提升高度无关，因此物体提升高度变为2m时，动滑轮的效率不变。
【答案】
3；2；2；不变
【知识点】
动滑轮的计算；功率；机械效率
【点评】
本题综合考查动滑轮的受力、功和功率、机械效率的计算，需准确判断绳子段数，明确机械效率的影响因素是物重和动滑轮重，与提升高度无关，易错点为绳子移动距离的计算。
【难度系数】
0.5

【分析】
本题包含三个力学作图问题：
1. 作动力臂：需先确定支点O，再找到动力F₁的作用线，从支点向作用线作垂线段，即为力臂，核心是掌握力臂的定义（支点到力作用线的垂直距离）。
2. 滑轮组最省力绕线：滑轮组最省力时，承担物重的绳子段数最多，应从动滑轮开始绕线，依次绕过定滑轮和动滑轮，使拉力方向向上，达到最大省力效果。
3. 作最小力：根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。支点为O，最长动力臂是OA，因此最小力垂直于OA，方向需使垃圾桶沿图示方向倾倒。
【解析】
(1) 作力臂步骤：
① 确定图(a)中杠杆的支点O；
② 延长动力F₁的作用线（用虚线）；
③ 从支点O向F₁的作用线作垂线，垂线段即为动力F₁的力臂，标注为l₁。
(2) 滑轮组绕线步骤：
要使滑轮组最省力，需让最多的绳子段数承担物重，从动滑轮的挂钩开始，依次绕过上方的定滑轮，再绕回动滑轮，最终拉力方向向上，此时承担物重的绳子段数n=3，最省力。
(3) 作最小力步骤：
① 确定支点为O；
② 连接OA，OA为最长的动力臂；
③ 过A点作垂直于OA的力F，方向沿图示倾倒方向（斜向左下），即为最小力。
【答案】
18. (1) (2) (3)
【知识点】
力臂的画法、滑轮组绕线、杠杆最小力
【点评】
本题考查力学中三类基础作图，分别对应杠杆、滑轮组的核心知识点，需掌握基本作图方法，难度适中，是初中力学的重点基础题型。
【难度系数】
0.6