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用如图的滑轮组把重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80JB．有用功是50J，额外功是20JC．总功是100J，有用功是80JD．总功是-物理
[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  互联网

题文

用如图的滑轮组把重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%

题型：单选题  难度：中档

答案

W有用=Gh=100N×0.5m=50J，
由图可知，n=2，S=2h=2×0.5m=1m，
W总=FS=80N×1m=80J，
W额外=W总-W有用=80J-50J=30J，
η=
W有用
W总
×100%=
50J
80J
×100%=62.5%．
故选D．

据专家权威分析，试题“用如图的滑轮组把重100N的物体匀速提升0.5m，所用的拉力是80N，..”主要考查你对  功的计算，有用功和额外功，滑轮（组）的机械效率  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算有用功和额外功滑轮（组）的机械效率

考点名称：功的计算

  • 功的计算公式：
    功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。

    单位：
    国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

  • 在利用该公式进行计算时的注意点：
    (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；

    (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；

    (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

考点名称：有用功和额外功

  • 有用功，额外功与总功：
    名称 定义 符号 公式 实例
    有用功 使用机械做功时对人们有用的功 W有 W有=Gh 从井中打水时提水所做的功
    额外功 对人们没有用但又不得不做的功 W额 —— 从井中打水时提水桶和绳子所做的功
    总功 有用功与额外功之和 W总 W总=W有+W额 从井中打水时手的拉力所做的功

  • 区分有用功和额外功：
        区分有用功与额外功的关键是看我们需要达到什么做功目的。在同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样。例如：用桶将水从水井中提出来，提水是我们需要的，而提桶是不需要，但又不得不做的功，故克服水重做的是有用功，而克服桶重做的是额外功；如果是一只桶掉入水井里，我们要将桶从井中提出来，则克服桶重做的是有用功，而克服桶中可能带出来的水的重力所做的功就是额外功了。

  •  计算有用功，额外功和总功的方法：
    1. 总功的计算：
    （1）定义法：W总=Fs
    （2）总功等于有用功和额外功之和，即W总=W有用+W额外
    （3）公式法：
    2. 有用功的计算方法：
    （1）定义法：W有用=Gh
    （2）W有用=W总-W额外
    （3）公式法：
    3. 额外功的计算方法：
    （1）定义法：
    （2）W额外=W总-W有用
    （3）公式法：

考点名称：滑轮（组）的机械效率

  • 滑轮组的机械效率：
    有用功 W有用=Gh
    总功 W总=Fs
    W总=Gh+G动h
    (不计绳重，摩擦）
    额外功 W额外=W总-W有用
    W额外=G动h
    (不计绳重，摩擦）
    机械效率 （n为承担重物绳的股数）
    (不计绳重,摩擦)

  • 测量滑轮组的机械效率:
    ①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
    ②原理：η=
    ③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ；

    ④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。

  • 提高滑轮组机械效率的方法:
    1．影响滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率；若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为。讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。

    2．提高滑轮组机械效率的方法
    (1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。
    (2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。
    (3)换用最简单的机械。

  • 滑轮组拉物体水平前进时的机械效率：
    W有用 W额外 W总 η

    拉力F、物重G、物体匀速移动时与地面摩擦力f、物体移动距离s物、拉力F移动距离s    		 W有用=f·s物 —— W总=F·s=F·ns物
    n为绳子股数
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