知識(shí)點(diǎn)1　有用功、額外功、總功
1.(跨學(xué)科·物理學(xué)與日常生活)(2024江蘇南通啟秀中學(xué)月考)小明從超市貨架上拿起一個(gè)水杯并購(gòu)買(mǎi)。到家他用這個(gè)水杯喝水,在水杯倒?jié)M水后,他從桌面上拿起水杯。小明兩次拿起水杯的過(guò)程中(　????)A.對(duì)水杯所做的功都是有用功B.對(duì)水杯所做的功都是額外功C.購(gòu)買(mǎi)水杯時(shí),對(duì)水杯所做的功是有用功D.喝水時(shí),對(duì)水杯所做的功是有用功
解析　小明購(gòu)買(mǎi)水杯時(shí),從超市貨架上拿起水杯,克服水杯重 力所做的功是有用功;他用水杯喝水,在水杯倒?jié)M水后,他從 桌面上拿起水杯,目的是端水,因此對(duì)水做的功為有用功,克 服水杯重力做的功是額外功。
2.(2024江蘇蘇州立達(dá)中學(xué)月考)如圖所示,將細(xì)繩的一端固定在天花板上,細(xì)繩繞過(guò)滑輪后,手拉著細(xì)繩,利用滑輪勻速提升物體。若不計(jì)繩重及輪與繩間的摩擦,下列說(shuō)法正確的是(　????)A.克服物體重力做的功是總功B.物體和細(xì)繩上B點(diǎn)移動(dòng)的距離相等C.手對(duì)B點(diǎn)施加的拉力所做的功是有用功D.細(xì)繩上A點(diǎn)和B點(diǎn)受到的拉力大小相等
解析　由圖可知,該滑輪為動(dòng)滑輪;不計(jì)繩重及輪與繩間的摩 擦,使用動(dòng)滑輪時(shí),手對(duì)細(xì)繩B點(diǎn)拉力所做的功是總功,克服物 體重力做的功是有用功,故A、C錯(cuò)誤;由圖可知細(xì)繩的有效 股數(shù)n=2,細(xì)繩B點(diǎn)和物體移動(dòng)距離的關(guān)系為s=2h,移動(dòng)的距離 不相等,故B錯(cuò)誤;一根細(xì)繩上各處拉力的大小是相等的,則A 點(diǎn)和B點(diǎn)細(xì)繩受到的拉力大小相等,故D正確。
3.(2024江蘇常州正衡中學(xué)階段測(cè))小紅用如圖所示的滑輪向左勻速拉動(dòng)物體A,下列說(shuō)法正確的是(　????)?A.物體重力做的功是有用功B.拉力F1做的功是額外功C.拉力F做的功是總功D.克服物體所受摩擦力做的功是總功
解析????由圖知,是水平使用動(dòng)滑輪拉動(dòng)物體,物體沒(méi)有沿重力 方向移動(dòng)距離,所以物體重力不做功,克服物體與地面間的摩 擦力做的功為有用功,故A、D錯(cuò)誤;水平使用動(dòng)滑輪勻速拉 動(dòng)物體,拉力F1做的功(克服物體與地面間的摩擦力做的功) 為有用功,故B錯(cuò)誤;繩子自由端的拉力F做的功包括有用 功、額外功,為總功。
4.(2023江蘇揚(yáng)州期末)分別用杠桿、斜面和滑輪組將同一物 體提升相同的高度,做的有用功(　????)A.杠桿最多????B.斜面最多C.滑輪組最多????D.一樣多
解析　用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體提升相同的高度, 克服物體重力所做的功為有用功;物體重力相同,提升高度相 同,根據(jù)公式W=Gh可知,所做的有用功相等。故選D。
5.(2024江蘇南京二十九中月考)用如圖所示的滑輪組將150 N的重物勻速提升2 m,做的額外功為50 J。不計(jì)繩重和摩擦,繩子自由端移動(dòng)的距離為　　????m,動(dòng)滑輪的重力為　? ???N,繩子自由端的拉力為　　????N。?
解析　由圖知,繩子的有效股數(shù)n=2,繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=2×2 m=4 m;不計(jì)繩重和摩擦,額外功為克服動(dòng)滑輪的重 力做的功,根據(jù)公式W=Fs=Gh知,動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=?=?=25 N,F=?(G+G動(dòng))=?×(150 N+25 N)=87.5 N。
6.(新獨(dú)家原創(chuàng))如圖所示,在60 N的水平拉力F的作用下,重800 N的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力是自身重力的?,物體移動(dòng)的速度為0.2 m/s,則1 min內(nèi)所做的有用功為　　 J,總功為　 ????J,拉力F做功的功率為　????W。?
解析????1 min內(nèi)物體移動(dòng)的距離s物=v物t=0.2 m/s×60 s=12 m,物 體與地面間的滑動(dòng)摩擦力f=?G=?×800 N=160 N,故克服物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力所做的有用功W有用=fs物=160 N×12 m=1 920 J。由圖知繩子的有效股數(shù)為3,則1 min內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離s繩=3s物=36 m,故水平拉力F所做的總功W總=Fs繩=60 N×36 m=2 160 J,拉力F做功的功率P=Fv繩=60 N×0.2 m/s×3=36 W。
7.(新課標(biāo)·模型建構(gòu))(2024江蘇南通八一中學(xué)期中)將一個(gè)重240 N的物體勻速推到斜面頂端,人沿斜面向上的推力為120 N,如圖所示,斜面的長(zhǎng)s=3 m,斜面的高度h=1.2 m,則人對(duì)物體做的有用功是　　????J,斜面與物體之間的摩擦力是　 ????N。?

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5 機(jī)械效率

版本： 蘇科版

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