2019中考物理知识点全突破系列专题70有用功和额外功
有用功和额外功
一、单选题
1.图1中力 水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s。改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为 （如图2）。此过程滑轮组（ ）
A.总功为
B.额外功为
C.机械效率为
D.额外功为
2.小明同学的体重为500 N ， 用重10 N的水桶提着重100 N的水登上5 m高的教室，在这一过程中，他做的有用功和额外功分别是（ ）
A.500 J，50 J
B.500 J，2550 J
C.550 J，2500 J
D.3000 J，50 J
3.如图所示小明分别用甲乙两个滑轮把同一袋沙子从地面匀速提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1 ， 机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2 ， 机械效率为η2 ， 若不计绳重及摩擦，则（ ）
A.W1=W2 η1>η2
B.W1=W2 η1<η2
C.W1
η2
D.W1>W2 η1<η2
4.如右图所示，某同学使用动滑轮把600N的重物匀速提升了3m，所用的拉力是400N。下列说法正确的是（ ）
A. 机械效率是80% B. 有用功是1800J C. 额外功是300J D. 总功是2100J
5.用功率恒为160W的拉力，使质量为5kg的物体以4m/s的速度沿30°角的斜坡匀速拉到坡顶，已知斜坡长60m，则下列说法错误的是（ ）
A. 物体从斜坡底端到达坡顶的时间是15s B. 物体上坡时的牵引力是40N
C. 物体上坡时受到的摩擦力为15N D. 斜面的机械效率是50%
6.如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（ ）
A. 对物体做的功是额外功 B. 拉力F做的功是有用功
C. 拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍 D. 增加物体重力可以提高滑轮组的机械效率
7.用同一滑轮组分别把100 N和200 N的重物匀速提高5m，如果两种情况下的额外功相等，则（ ）
A.所做的总功相等
B.所做的有用功不相等
C.两次的机械效率相等
D.用于拉绳子的力两次相等
8.如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N，斜面长3m，高1m。则下列说法中不正确的是：（ ）
A.该过程中做的有用功为9J
B.这个斜面的机械效率为60%
C.物体所受到的摩擦力是5N
D.减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率
9.将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）．则下列说法正确的是（ ）
A.沿斜面向上的拉力0.3N
B.有用功0.36J，机械效率20%
C.有用功1.8J，机械效率20%
D.总功2.16J，机械效率83.3%
10.关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（ ）
A.做的有用功越多，机械效率一定越高
B.单位时间内做功越多，机械效率一定越高
C.省力越多的机械，机械效率一定越高
D.额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
11.如图，两个滑轮组由每个质量均相同的滑轮组成，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 若G1=G2 ， 拉力做的额外功相同 B. 若G1=G2 ， 拉力做的总功相同
C. 若G1=G2 ， 甲的机械效率大于乙的机械效率 D. 用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
12.如图所示，某工地用滑轮组将重为5000N的货物匀速提升6m，所用时间为20s，在绳的末端所用拉力为2200N，下列说法错误的是（ ）
A. M处滑轮的作用是改变力的方向 B. 提升货物过程中的有用功是3×104J
C. 拉力的功率为660W D. 若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大
13.如图所示，动滑轮重3N，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端，1s内将重为27N的物体提高0.2m，如果不计绳重及摩擦，则下列计算结果正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的速度为0.2m/s B. 滑轮组的机械效率为90%
C. 提升物体所做的有用功为6J D. 弹簧测力计的示数为9N
14.用如图所示的滑轮组把重100N的物体匀速提升0.5m，所用的拉力是80N，下列说法正确的是（ ）
A. 总功是50J，有用功是80J B. 有用功是50J，额外功是20J
C. 总功是100J，有用功是80J D. 总功是80J，机械效率是62.5%
15.施工工地上，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比较（ ）
A. 总功不变，有用功增加了 B. 总功不变，额外功减少了
C. 有用功不变，总功减少了 D. 做的有用功减少了
16.施工工地上，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比（ ）
A.总功不变，有用功增加了
B.总功不变，额外功减少了
C.有用功不变，总功减少了
D.做的有用功减少了
二、填空题
17.如图所示，斜面长5m，高1m，把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为________N；如果斜面不光滑，其斜面的机械效率为80%，则所用推力为________N，物体受到的摩擦力为________N。
18.利用斜面移动物体可以________（选填“省力”、“省距”、“省功”）．小明想把重1000N的木箱搬到高4m，长10m的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用F=500N的拉力将木箱以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端，则小明拉木箱的功率________ ，斜面的机械效率为________，木箱在斜面上的匀速运动时受到摩擦力为________ ．
19.用图示甲、乙两种方式将同一重物匀速提升相同高度。图中所有滑轮等重，且不计绳重和摩擦。在重物上升过程中，甲的有用功________乙的有用功，甲的额外功________乙的额外功，甲的总功________乙的总功，甲的机械效率________乙的机械效率。（填“大于”“等于”或“小于”）
20.如图所示，小曼同学分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面。用甲滑轮所做的总功为W1 ， 机械效率为η1 ， 用乙滑轮所做的总功为W2 ， 机械效率为η2(若不计绳重与摩擦)，则W1________W2 ， η1________η2(选填“＞”、“＜”或“＝”) 。
21.组合机械的斜面长4m，高2m，将重为100N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端，如图所示，需用的拉力为40N，需要的时间是5s。那么，将物体从底部拉到顶部所做的有用功是________J，拉力做的总功的功率是________W。
22.如图所示，手用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功为750J．若借助滑轮组把B匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是75%，则F2做功为________J；F1：F2=________。
23.如图所示,将一块1m长的木板一端架高0.4m,用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端。此过程中拉力做的总功是________J,机械效率为________,木板对小铁块的摩擦力为________N。
24.某同学利用如图所示装置将重为500N的重物从一楼匀速上到二楼，他在绳端施加的拉力F=300N，每层楼高3m，不计绳重和摩擦．则他做的有用功为________J；动滑轮重为________N．
25.如图所示，将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力F=7.5N匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5m，上升的高度h为3m，则人对物体做的有用功是________J，斜面的机械效率为________．在高度相同时，斜面越长越________（选填“省力”或“费力”）．
26.如图所示为电工师傅用移动式升降机抢修一条动力外线，已知升降机的箱蓝重900N，用升降机将重600N的王师傅匀速提升8m，升降机做的有用功________J，升降机的机械效率是________．（伸缩杆和所携带的工具质量不计）
三、综合题
27.近几年政府推出了“汽车下乡” 、“小排气量购置税减半”、 “以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：
（1）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少的能量？这些能量能产生多少有用功？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（2）汽车行驶时发动机燃烧m质量的汽油，产生的牵引力为F，热机的效率是η，能使汽车前进的距离s为多少？（用给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）
（3）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是多少m．
28.在建筑工地上，“吊车”是常见的一种起重设备．如图为吊车上的滑轮组的示意图．在起重过程中，钢丝绳用6×103N的拉力F，将重为1.2×104N的物体在l0s内匀速提升6m（不计绳重和摩擦）求：
（1）滑轮组提升重物所做的有用功和总功．
（2）滑轮组拉力F的功率．
（3）若用该滑轮组匀速提升1.8×104N的重物，则其机械效率是多少？
29.小雨用如图甲所示的滑轮组，提升物体A，若将A匀速提高2m做的有用功为2160J，
求：
（1）物重GA=？
（2）若此时滑轮组机械效率为90%（不计绳重和摩擦），小雨的体重为640N，小雨与地面接触面积为4×10﹣2m2 ， 则小雨对地面的压强P地=？
（3）如图乙所示，若利用此滑轮组从水下缓慢匀速提起（不计水的阻力）一个边长为0.3m的正方体B，当提到B的下表面所受水的压强为2×103Pa时，小雨对水平地面的压力为120N，则正方体B的密度ρB=？
30.如图所示装置是实验室在用轻绳绕成的滑轮组．悬挂的重物G=4.8N，当重物静止于任意位置时，手对轻绳的拉力均为F1=1.8N；当重物匀速上升时，手对轻绳的拉力为F2=2.0N，且物重上升过程中动滑轮恰好转过1圈．已知动滑轮周边凹槽的周长C=0.3m，求
（1）动滑轮的重力；
（2）重物上升过程中的有用功、总功以及滑轮组的机械效率．
31.在斜面上将一个质量为0.4kg的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端（如图所示），所用时间为4s，斜面长s=1m、高h=0.2m，该斜面的机械效率为80%．（g=10N/kg）求：
（1）物体受到的重力．
（2）拉力所做的有用功．
（3）拉力所做的总功和总功率．
（4）物体在斜面上受到的摩擦力．
32.工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W．（g取10N/kg）求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20%，工人提升货物的重．
33.如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面．他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木厢从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N．求：
（1）小张推木箱做了多少功？
（2）这个过程中，斜面的机械效率是多少？（结果保留一位小数）
34.如图所示，一个工人用由一个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，不计摩擦和绳重，将40Kg的重物经过10s匀速提高4m，所用拉力150N.（g取10N/kg）
求：
（1）这个工人做的有用功是多少？
（2）这个工人做功的功率是多少？
（3）若用该滑轮组将800N的重物拉起同样高度，此时滑轮组的机械效率是多少？ （保留一位小数）
35.如图所示滑轮组，绳重和摩擦均不计，物体重90N，在绳端拉力F为40N的作用下4s内将绳子匀速提升了3m。求：
（1）拉力F所做的功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
36.一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N，重物在5s内匀速上升了1m，不计绳子与滑轮间摩擦，则
（1）滑轮组所做的有用功是多少？
（2）拉力做功的大小？
（3）计算该滑轮组的机械效率．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】滑轮组中，有三段绳子承担，因此拉力移动的距离为3S，则总功为3F2S，A不符合题意；
拉力的有用功为F1S，则额外功是3F2S-F1S，B不符合题意，D符合题意；
机械效率为 ，C不符合题意；
故答案为：D
【分析】拉物体的力做的功为有用功；通过滑轮组拉物体做的功为总功，总功减去有用功为额外功，有用功与总功的比值为机械效率.
2.【答案】B
【解析】【解答】由题意可知 小明的目的是提水 所以对水做功为有用功，而在提水上楼的同时不得不对桶和克服自身体重做功 这些功是额外功 ，有用功为W有用=Gh=100N×5m=500J；
额外功为W额=G0h=（500N+10N）×5m=2550J．
故答案为：B．
【分析】利用公式W有用=Gh得到有用功；利用公式W额=G0h得到额外功.
3.【答案】C
【解析】【解答】由W有 =Gh知道，用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，所以，两种情况的有用功相同；当有用功一定时，图甲中所做的总功仅是对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少；乙图是动滑轮，乙中所做的总功还有对动滑轮所做的功，利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，由η=W有/W总知道，甲机械效率较高，即：W1 ＜W2 ，η1 ＞η2 ，
故答案为：C。
【分析】首先明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小.
4.【答案】B
【解析】【解答】有用功 ；B符合题意；拉力做的总功为
D不符合题意； ，C不符合题意；动滑轮的机械效率 A不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用物体的重力和高度计算有用功，拉力和绳子的拉长长度计算总功，总功和有用功的差计算额外功，有用功和总功的比值计算机械效率.
5.【答案】D
【解析】【解答】A.物体从斜坡底端到达坡顶的路程为60m,速度为4m/s,所以是t===15s,故A正确；
B.牵引力的功率恒为160W,物体的速度是4m/s,所以牵引力是F===40N,故B正确；
C.根据30°角对应的直角边是斜边的一半,可知斜面的高为30m，此过程中拉力做的,总功为W总=Fs=40Nx60m=2400J,
有用功为W有用=Gh=mgh=5kgx10N/kgx30m=1500J,则做的额外功为W额外=W总-W有用=2400J-1500J=900J，
所以摩擦力大小为f=W额外/s==15N,故C正确；斜面的机械效率是η=W有用/W总==62.5%,故D错误。
故答案为：D
【分析】已知斜坡的长和物体运动速度，利用公式t=，即可求出物体从斜坡底端到达坡顶的时间；已知功率和速度，利用公式F=，即可求出牵引力；先根据30°角对应的直角边是斜边的一半,得出斜面的高，然后分别求出总功、有用功和额外功，再利用公式f=W额外/s，即可求出摩擦力；根据（3）中求出的总功和有用功，再利用公式η=W有用/W总 ， 即可求出斜面的机械效率。
6.【答案】D
【解析】【解答】对物体做的功是有用功，故A选项错误；拉力F做的功是总功，故B选项错误；分析滑轮组的结构可知n=3，则拉力F移动的距离是物体移动距离的3倍，故C选项错；增加物体重力时，有用功增大，克服动滑轮重和摩擦力做的额外功不变、有用功在总功中所占比例增大，所以机械效率增大，故D选项正确。故答案为D。【分析】使用滑轮组时提升重物做的功为有用功，拉力做的功为总功，通过动滑轮上绳子段数为3段，增加被提升物体重力、保持良好的润滑都可以提高滑轮组的机械效率。
7.【答案】B
【解析】【解答】B. 有用功为提升物体做的功，两次物体的重不同，提高的高度相同，根据 知，所做的有用功不相等，B符合题意；
A. 因为 ，额外功相等，有用功不等，所以总功也不等，A不符合题意；
C. 根据 可知，用用功不等，则两次的机械效率不相等，C不符合题意；
D. 使用滑轮组时，拉力为： ，物体的重不等，所以用于拉绳子的力两次不相等，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用物体的重力和高度计算有用功，当额外功相同时，机械效率不同.
8.【答案】C
【解析】【解答】A、拉力做的有用功：W有用=Gh=9N×1m=9J，A不符合题意；
B、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=5N×3m=15J，斜面的机械效率 ，B不符合题意；
C、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=15J-9J=6J，由W额=fs得摩擦力 ，C错误，符合题意；
D、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值变大，可以提高斜面的机械效率，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用W=Gh求有用功；利用W=Fs求总功，利用求斜面的机械效率；利用总功减去有用功求得额外功，利用W额=fs求摩擦力；提高斜面的机械效率的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度.
9.【答案】D
【解析】【解答】由题意知：物重G=4.5N，高h=0.4m，斜面长L=1.2m，受到的摩擦力f=0.3N，则所做的有用功W有=Gh=4.5N×0.4m=1.8J，所做的额外功W额=fL=0.3N×1.2m=0.36J。故总功为W总=W有+W额=1.8J+0.36J=2.16J，机械效率η=W有/W总=1.8J/2.16J=83.3%。
故答案为：D。
【分析】利用W=fs可求出额外功；再根据W=Gh求出有用功；额外功与有用功相加可得出总功，然后根据机械效率的计算公式求出斜面的机械效率.
10.【答案】D
【解析】【解答】A、做功多，有用功不一定多，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高，A不符合题意；
B、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关，B不符合题意；
C、省力多的机械的机械效率往往偏低，C不符合题意；
D、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高，D符合题意；
故答案为：D．
【分析】机械效率是有用功和总功的比值。
11.【答案】C
【解析】【解答】A、图甲只需克服一个动滑轮的重力做功，图乙需要克服2个动滑轮的重力做功，图乙中做的额外功大，A不符合题意；
B、两个图中拉力做的有用功相同，图乙中做的额外功大，根据W总=W有用+W额外
知图乙中拉力做的做功大，B不符合题意；
C、两个图中拉力做的有用功相同，图乙中拉力做的做功大，根据η=知甲的机械效率大于乙的机械效率，C符合题意；
D、用同一个滑轮组提起不同的重物，有用功不同、额外功相同，即总功不同，根据η=知机械效率不同，D不符合题意。
故答案为：C。【分析】A、克服机械自重做的功为额外功；B、根据W总=W有用+W额外分析判断；C、D根据η=分析判断。
12.【答案】C
【解析】【解答】解： A、M处滑轮的轴的位置不变，是定滑轮，其作用是改变力的方向，故A正确；
B、提升货物过程中的有用功W有用=Gh=5000N×6m=3×104J，故B正确；
C、由图知n=3，则拉力端移动距离s=3h=3×6m=18m，
拉力做的总功W总=Fs=2200N×18m=3.96×104J，
拉力做功功率：
P= = =1980W，故C错；
D、只增加货物所受的重力，有用功增加，额外功不变，有用功占和总功的比值变大，滑轮组的机械效率也会随之增大，故D正确．
故选C．
【分析】A、轴的位置不变滑轮叫定滑轮，其作用是改变力的方向；随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，使用动滑轮可以省力；
B、利用W=Gh求提升货物过程中的有用功；
C、由图知n=3，则拉力端移动距离s=3h，利用W=Fs求拉力做的总功，再利用P= 求拉力做功功率；
D、提高滑轮组机械效率的方法：一是增加提升的货物重，二是减轻动滑轮重力、减小摩擦．
13.【答案】B
【解析】【解答】解：由图可知，滑轮组承担物重的绳子股数n=3，
A、1s内将物体提高0.2m，则物体升高速度为0.2m/s，
则绳子自由端移动的速度v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s，故A错；
BCD、由于不计绳重及摩擦，则绳端的拉力F= （G物+G轮）= （27N+3N）=10N，即弹簧测力计的示数为10N；
绳子自由端移动距离s=3h=3×0.2m=0.6m，
拉力F做的总功：W总=Fs=10N×0.6m=6J，
有用功：W有用=Gh=27N×0.2m=5.4J，
滑轮组的机械效率：
η= = ×100%=90%，故B正确、CD错误．
故选B．
【分析】（1）如图滑轮组，承担物重的绳子股数n=3，知道物体升高速度，绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的3倍；（2）由于不计绳重及摩擦，拉力F的大小F= （G物+G轮），可得弹簧测力计的示数，利用s=3h求绳子自由端移动距离，利用W=Fs求拉力F做的总功、利用W=Gh求拉力F做的有用功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率．
14.【答案】D
【解析】【解答】有用功为：W有=Gh=100N×0.5m=50J，总功为：W总=Fs=80N×0.5m×2=80J，
额外功为：W额=80J-50J=30J，
机械效率η==62.5%，
ABC不符合题意，D符合题意.
故答案为：D.【分析】根据物重和高度减少有用功，利用拉力和绳子拉长的长度计算总功，有用功和总功的比值求机械效率.
15.【答案】C
【解析】【解答】改进前后物体相同，上升的高度相同，所以有用功相同，机械效率提高了，是额外功减少了，总功减少了，C符合题意，ABD不符合题意.
故答案为：C.【分析】提高机械效率的方法有：增大有用功，减少额外功.
16.【答案】C
【解析】【解答】改进前后物体相同，上升的高度相同，所以有用功相同，机械效率提高了，是额外功减少了，总功减少了，C符合题意，ABD不符合题意.
故答案为：C.
【分析】提高机械效率的方法有：增大有用功，减少额外功.
二、填空题
17.【答案】1000；1250；250
【解析】【解答】物体的有用功为：W有=Gh=5000N×1m=5000J
若斜面光滑，则没有额外功，即推力的功W总=5000J
推力F= W总/L = 5000J/5m =1000N．
效率为：η= W有/W1
有用功为W总==W总/η=5000J/80%=6250J
推力F= W总/L = 6250J/5m =1250N
额外功：W额=W总-W有=6250J-5000J=1250J
摩擦力：f=W额/s=1250J/5m=250N
故答案为：1000；1250；250.
【分析】根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出推力；
斜面不光滑，根据η＝×100%算出总功，根据W总=Fs算出推力；利用总功减去有用功求出额外功，再根据W=fs求出摩擦力的大小.
18.【答案】省力；100；80%；100
【解析】【解答】使用任何机械都不省功，但使用斜面可以省力；根据题意知道，小明沿斜面向上用力是F=500N，木箱的速度是v=0.2m/s，所以小明同学拉木箱的功率是：P=W总/t=Fs/t=Fv=500N×0.2m/s=100W；又因为箱子的重力是G=1000N，斜面的高是h=4m，所以小明同学做的有用功是：W有用 =Gh=1000N×4m=4000J，做的总功是W总 =Fs=500N×10m=5000J，故机械效率是：η=W有用/W总×100%=4000J/5000J×100%≈80%；因为额外功是：W额外 =W总 -W有用 =5000J-4000J=1000J，且W额外 =fL，所以摩擦力的大小是：f=W额/L=1000J/10m=100N。
故答案为：省力；100；80%；100.
【分析】斜面越陡越省力；利用P=Fv求拉木箱的功率；利用公式W=Gh计算出有用功；再利用η=×100%计算出斜面的机械效率；有用功加上额外功（克服摩擦做功）等于总功，据此求出额外功；再利用W额外=fL计算出摩擦力大小.
19.【答案】等于；小于；小于；大于
【解析】【解答】用图示甲、乙两种方式将同一重物匀速提升相同高度。
因为 ，所以在重物上升过程中，甲的有用功等于乙的有用功；
因为 ，乙中有两个动滑轮，所以甲的额外功小于乙的额外功；
因为 ，所以甲的总功小于乙的总功；
机械效率为： ，有用功相等，乙的总功大，故甲的机械效率大于乙的机械效率。
故答案为：等于；小于；小于；大于.
【分析】利用W=Gh比较有用功大小；不计绳重及摩擦时，提升动滑轮做的功是额外功，甲中只有一个动滑轮，乙图中有两个动滑轮，提起相同高度，利用W=Gh比较额外功大小；W总=W有+W额 ， 据此比较总功大小；利用η=比较机械效率大小.
20.【答案】<；>
【解析】【解答】甲滑轮为定滑轮、乙滑轮为动滑轮，甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；甲滑轮不需要克服滑轮重做功，做的额外功少，则总功少，机械效率高；而乙滑轮需要克服动滑轮做功，利用乙滑轮做的额外功多，则总功多，机械效率低。即W1＜W2 ， η1＞η2。故答案为：＜；＞。【分析】由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，由于使用动滑轮需要克服滑轮重做功，利用乙滑轮做的额外功多，使用两装置所做的有用功相同，W总=W有+W额 ， 据此比较总功的关系。然后利用机械效率公式可比较出二者机械效率的大小。
21.【答案】200；64
【解析】【解答】使用组合机械的目的是将物体提高2m， W有=Gh=100N×2m=200J；物体在斜面上移动的距离为4m，所以绳子自由端移动的距离s=2×4m=8m，拉力做的总功W总="Fs=" 40N×8m="320" J，拉力做的总功的功率 。
故答案为：200；64.
【分析】利用W=Gh求将物体从底部拉到顶部所做的有用功；图中使用的是动滑轮，拉力端移动的距离等于斜面长的二倍，利用W=Fs求总功，利用P=求功率.
22.【答案】1000；9：4
【解析】【解答】（1）用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功为750J，即有用功W有用=750J；
借助滑轮组把B匀速提升相同高度，F2做的功是总功，
由 得F2做的功： ；
（2）手用F1的力直接将物体B匀速提升时，则拉力F1=G，
所以W有=Gh=F1h=750J﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
利用滑轮组提升物体时，n=3，则W总=F2s=F2×3h=1000J﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解得： 。
【分析】用F1的力直接将物体B匀速提升h，W有=Gh，借助滑轮组把B匀速提升相同高度，F2做的功是总功，利用滑轮组提升物体时，n=3，则W总=F2s=F2×3h.
23.【答案】50；80%；10
【解析】【解答】拉力所做总功：W=Fs=50N×1m=50J；有用功：W1=Gh=100N×0.4m=40J；斜面的机械效率：.摩擦力所做的功为额外功：W2=fs=W-W1=50J﹣40J=10J，木板对小铁块的摩擦力为：.
故答案为：50；80%；10.
【分析】已知拉力5N和斜面长1m，根据公式W=Fs可计算出总功；克服物体重力所做的功为有用功，根据公式W=Gh可计算有用功；根据机械效率公式计算斜面的机械效率；克服摩擦力所做的功为额外功，根据W额=fs和W额=W总-W有可计算出摩擦力.
24.【答案】1500；100
【解析】【解答】解：此过程中，所做有用功：W有=Gh=500N×3m=1500J；
由图可知，有2段绳子承担物体和动滑轮的总重，即n=2，
不计绳重和摩擦，已知F=300N，
则F= G总= （G+G动），
即300N= （500N+G动），
解得G动=100N．
故答案为：1500；100．
【分析】根据W=Gh求出有用功；利用F= G总可求得动滑轮重．
25.【答案】30；80%；省力
【解析】【解答】解：（1）克服物体重力所做的功为有用功，则有用功： W有=Gh=10N×3m=30J；（2）拉力做的总功：
W总=Fs=7.5N×5m=37.5J；
斜面的机械效率：
η= ×100%= ×100%=80%．（3）由功的原理可知，在高度相同时，斜面越长越省力．
故答案为：30；80%；省力．
【分析】（1）克服物体重力所做的功是有用功，利用W=Gh计算拉力所做的有用功；（2）拉力所做的功是总功，利用W=Fs计算拉力所做的功；机械效率等于有用功与总功的比值；（3）由功的原理知，斜面越长越省力．
26.【答案】4800；40%
【解析】【解答】根据有用功的定义可知，将王师傅提升8m做的功是有用功即W1=G人h=600N×8m=4800J；伸缩杆和所携带的工具质量不计，对升降机的箱做的功是额外功即W2=G箱h=900N×8m=7200J，总功为W=W1+W2=4800J+7200J=12000J，升降机的机械效率：．
故答案为：4800；40%.【分析】根据做功的目的可知，本题中将王师傅提升8m做的功是有用功，利用W有=G人h计算有用功；本题中对升降机的箱做的功是额外功，利用W额=G箱h计算额外功，有用功与额外功的和叫总功．由此算出总功，根据机械效率的公式计算机械效率.
三、综合题
27.【答案】（1）解：汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量：Q放＝mq＝0.2kg×4.6×107J/kg＝9.2×106J，由图可知，有用功的能量：100%−30%−33%−7%＝30%，因为η＝30%；因此产生的有用功：W＝Q放×30%＝9.2×106J×30%＝2.76×106J
（2）解：由题意知：汽车行驶时发动机产生的牵引力是F，燃烧汽油的质量为m，汽油的热值是q，汽油机的效率为η，汽车通过的距离设为S.由此可以得到完全燃烧质量为m的汽油产生的总能量：Q＝mq，有效利用的能量：Q有＝Qη＝mqη−−−−①，有效利用的能量对汽车做功,即W＝Q有−−−−②，牵引力对汽车做的功W＝FS−−−−③，联立①②③式解得：S＝
（3）解：通过对1、2、3、4的分析可知速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系。故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比：则由 得：120km/h的制动距离为72m.
【解析】【分析】（1）用公式Q=qm求出汽油燃烧放出的热量；由能流图得出转化为有用功的能量占总能量的比值，得出内燃机的效率；再根据W=Q放×30%求出有用功；
（2）汽车行驶时做的有用功用W=FS来表示，汽车消耗的总能量Q用：Q=mq表示，利用内燃机的效率将两者联系起来，从而可以表示出汽车前进的距离；
（3）对表格中速度和制动距离的关系的进行分析，得出规律.
28.【答案】（1）解:W有用=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J
W总=Fs=6×103N×3×6m=1.08×105J
答：滑轮组提升重物所做有用功是7.2×104J
（2）解:=1.08×104W
答：总功是1.08×105J
（3）解:不计绳重和摩擦
G动=3F-G物=3×6×103N-1.2×104N=6×103N
=75%
答：滑轮组拉力F的功率是1.08×104W，若用该滑轮组匀速提升1.8×104N的重物，则其机械效率是75%
【解析】【分析】（1）由图知，通过动滑轮绳子段数n，根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs=3Fh计算总功；
（2）由P=计算拉力的功率；
（3）不计绳重和摩擦，由F=（G+G动）先计算动滑轮重，再根据η=计算机械效率．
29.【答案】（1）解:根据W有=Gh可知，物体A的重力为：GA= = =1080N
（2）解:根据η= 可知，总功为：W总= = =2400J；因为重物由3段绳子承担，
根据W总=Fs可知，小雨对绳子的拉力为：F= = = =400N；
因为G人=640N，
所以小雨的地面的压力为：F压=640N﹣400N=240N；
小雨对地面的压强P地= = =6000Pa
（3）解:根据p=ρgh可知，
物体B浸入液体中的深度h= = =0.2m，
物体排开水的体积V排=S′h=（0.3m）2×0.2m=0.018m3 ，
物体受到的浮力F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.018m3=180N，
小雨对绳子的拉力F拉′=G﹣F″=640N﹣120N=520N，
根据F= （G+G动）可知，
动滑轮重G动=3F拉﹣GA=3×400N﹣1080N=120N，
根据F= （G﹣F浮+G动）可知，
物体B的重力GB=3F拉′﹣G动+F浮=3×520N﹣120N+180N=1620N，
根据G=mg=ρVg可知，
物体B的密度ρB= =
=6×103kg/m3
【解析】【分析】此题主要考查的是学生对压强、机械效率、液体压强、浮力、滑轮组的省力特点、质量、密度计算公式的理解和掌握.
（1）已知提升物体A做的有用功和提高，根据W有=Gh求出物体A的重力；
（2）先根据滑轮组的机械效率为60%，求出W总=Fs，然后可求出拉力的大小；已知小雨的体重可求出他对地面的压力，再利用p=即可求出他对地面的压强；
（3）根据p=ρgh求出物体下表面到液面的深度，求出物体排开液体的体积，根据F浮=ρgV排求出物体受的浮力，根据小雨此时对地面的压力，从而求出小雨的拉力，在第一问中，根据F=（G+G动）求出动滑轮重，根据F=（G-F浮+G动）求出物体重力，根据G=mg=ρVg求出物体密度．
30.【答案】（1）解：由图可知，n=3；
当重物静止于任意位置时，手对轻绳的拉力均为F1=1.8N；
则有：F1= （G+G动），
故G动=3F1﹣G=3×1.8N﹣4.8N=0.6N；
（2）解：动滑轮恰好转过1圈，则绳子自由端通过的距离为：
s=C=0.3m；
则物体上升的高度为：
h= s= ×0.3m=0.1m；
重物上升过程中的有用功：
W有=Gh=4.8N×0.1m=0.48J；
所做的总功为：
W总=F2s=2N×0.3m=0.6J；
机械效率为：
η= = ×100%=80%；
【解析】【分析】（1）明确承担动滑轮的绳子段数，根据拉力与重力间关系，变形后可求动滑轮重力；（2）根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据W=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出滑轮组的效率．
31.【答案】（1）解：物体重力：
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N；
（2）解：使用斜面做的有用功：
W有用=Gh=4N×0.2m=0.8J；
（3）解：由η= =80%得拉力做的总功：
W总= = =1J，
拉力做功功率：
P= = =0.25W；
（4）解：因为W总=W有用+W额外
所以额外功W额=W总﹣W有用=1J﹣0.8J=0.2J，
由W额=fs得摩擦力：
f= = =0.2N．
【解析】【分析】（1）知道物体质量，利用G=mg求其重力；（2）知道斜面高，利用W=Gh求使用斜面做的有用功；（3）知道斜面效率，利用η= 求拉力做的总功，再利用P= 求总功率；（4）克服摩擦力做的功是额外功，根据W总=W有用+W额外计算出额外功W额 ， 再根据W额外=fS计算出摩擦力．
32.【答案】（1）解：货物的重力：G=mg=45kg×10N/kg=450N； 有用功：W有用=Gh=450N×2m=900J；
答：有用功为900J；
（2）解：拉力做的总功：W总=Pt=120W×10s=1200J； 滑轮组的机械效率：η= ×100%= ×100%=75%；
答：滑轮组的机械效率为75%；
（3）解：由图可知n=3， 已知额外功占总功的20%，则此时的机械效率η′=1﹣20%=80%；
此时的机械效率：η′= = = = ，
所以提升物体的重力：G=η′nF=80%×3×300N=720N．
答：工人提升货物的重为720N．
【解析】【分析】（1）知道物体的质量，根据G=mg计算出重力，再根据W有用=Gh计算出有用功；（2）利用W总=Pt求出总功，根据η= 计算机械效率；（3）根据机械效率（80%），拉力F和η′= = = = ，解得工人提升货物的重．
33.【答案】（1）解：小张推木箱做的功是总功W=FS=600nx3m=1800J
（2）解： =Gh=1000Nx1.5m=1500J
斜面的机械效率: =1500×100%=83.3%
【解析】【分析】（1）已知推力F=600N，斜面长s=3m，利用公式W=Fs计算出小明推木箱做的功；
（2）利用公式W有=Gh求出有用功，最后利用公式η=×100%求斜面的机械效率
34.【答案】（1）解：重物的重力：
G=mg=40kg×10N/kg=400N，
工人做的有用功：
W有用=Gh=400N×4m=1600J.
答：这个工人做的有用功是1600J．
（2）解：由图知，n=3，拉力端移动距离s=3h=3×4m=12m，
拉力做的总功：
W总=Fs=150N×12m=1800J，
拉力做功功率：
P===180W.
答：这个工人做功的功率是180W.
（3）解：不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），
则动滑轮重力G动=3F-G=3×150N-400N=50N，
提升800N重物时，拉力F′=（G动+G′）=×（50N+800N）= ，
此时滑轮组的机械效率：
η′==≈94.1%．
答：若用该滑轮组将800N的重物拉起同样高度，此时滑轮组的机械效率是94.1%．
【解析】【分析】（1）根据G=mg求重力，再利用W=Gh求有用功；
（2）由图知，拉力端移动距离s=3h，利用W=Fs求总功，利用功率公式求拉力做功功率；
（3）不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），即可求动滑轮重力；提升800N重物时，利用拉力F=（G动+G）求拉力，再根据机械效率公式求此时滑轮组的机械效率．
35.【答案】（1）解：由图知，拉力做功：
答: 拉力F所做的功为
（2）解：拉力做功时间： 拉力的功率：
答: 拉力F做功的功率是
（3）解：绳子匀速提升了3m，物体上升的1m
答: 滑轮组的机械效率是
【解析】【分析】（1）由W=Fs计算拉力F做的功，即总功；
（2）由P=计算拉力F做功功率；
（3）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，由s=3h计算物体升高的高度，由W=Gh求拉力做的有用功，由计算滑轮组的机械效率．
36.【答案】（1）解：滑轮组所做的有用功：
答：滑轮组所做的有用功是450J.
（2）解：由图可知n=3，则绳子的自由端通过的距离：
；
拉力做功： .
答：拉力做功为600J.
（3）解：该滑轮组的机械效率：
.
答：该滑轮组的机械效率为75%．
【解析】【分析】（1）知道物体重和上升的高度，由W=Gh计算有用功；
（2）由图知n=3，根据s=3h求出拉力移动距离，根据W=Fs求出拉力做的功，即总功；
（3）由计算该滑轮组的机械效率．
