题目
如图所示，工人用滑轮组吊起质量为40 kg的箱子，工人施加的拉力为250 N，箱子10 s内被匀速竖直提升了2m。不计绳重和摩擦，取g= 10N/kg．求：
（1）箱子受到的重力；
（2）工人做的有用功；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）工人所做总功的功率。 |
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题型：计算题难度：偏难来源：安徽省中考真题
所属题型：计算题
试题难度系数：偏难
答案
解：
（1）箱子受到的重力：G=mg=40×10=400（N）
（2）工人做的有用功：W有=Gh=400×2=800（J）
（3）由图可知，绳子自由端移动距离s=2×2=4（m）
工人做的总功：W总=Fs=250×4=1000（J） 滑轮组的机械效率：η= W有/W总×100% =800/1000×100%= 80%
（4）工人所做总功的功率：p=W总/t=1 000/10=100（W） |
考点梳理
初中二年级物理试题“如图所示，工人用滑轮组吊起质量为40kg的箱子，工人施加的拉力为”旨在考查同学们对
滑轮（组）的机械效率、
功率的计算、
有用功和额外功、
重力的计算、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。
- 滑轮（组）的机械效率
- 功率的计算
- 有用功和额外功
- 重力的计算
考点名称：滑轮（组）的机械效率
滑轮组的机械效率：
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：
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。
滑轮组机械效率有关因素：
1、被提物体的重量，G越大，机械效率越高。
2、滑轮自重，滑轮组如果越多，虽然省力但是无用功多，机械效率越小。
3、绳与滑轮之间的摩擦。
无关因素：1、绕线方式，2、物体被提高的距离，3、提物体的速度。
考点名称：功率的计算
功率：单位时间里完成的，叫做功率，表示作功快慢程度的物理量，通常用P表示，故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。
功率的计算公式
功率可分为电功率，力的功率等，故计算公式也有所不同。
电功率计算公式：P=W/t =UI;在纯电阻电路中，根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到：P=I²R=(U²)/R
在动力学中：功率计算公式：1.P=W/t(平均功率)2.P=FV;P=Fvcosa(瞬时功率)
因为W=F(f力)×S(s位移)(功的定义式)，所以求功率的公式也可推导出P=F·v：P=W /t=F*S/t=F*V(此公式适用于物体做匀速直线运动)
功率计算公式的应用
例：用杠杆来撬一重为2400 N的大石块，当手在5 s内用300 N的力按杠杆，将杠杆一端压下1.6 m，大石块被举高多少m?人做功的功率为多大?(不计杠杆的重力和摩擦)
思路导航：(1)解答此题的关键是能够想到功的原理，往往有同学会用杠杆原理来解答此题，存在这种错误的同学主要是没有正确理解什么是力臂，题中给出的1.6 m是动力沿动力的方向通过的距离，而不是动力臂，题中要求的大石块被举高的高度恰好就是阻力沿阻力方向通过的距离。人对杠杆做的功即动力对杠杆做的功W1=Fs=300 N×1.6 m=480 J(注意：F和s对应)，根据功的原理，W1=W2。
W2=G物h=2400 N×h. 480 J=2400×h，解得：h=0.2 m。
(2)人做功的功率就是动力做功的功率为96 W。
方法指导：利用杠杆做功时，在杠杆平衡的时候，根据功的原理和杠杆原理。
考点名称：有用功和额外功
有用功：物理学中的一种概念，是人们做的功中对人们有用的一部分，人们需要的有价值的功。做功中，有用功越大越好。
额外功：在物理学中，额外功与有用功是对立的，指其他无实用价值而又不得不做的功，叫额外功。
有用功和额外功的比较
有用功和额外功的区别
1、有用功是相对于总功来说的......
2、从做功的意义上来讲，就是人因需要而做的功叫做有用功，额外功是指人们在做功时，并不需要做，但是为了达到目的而不得不做的功.例如，人想要提水上楼，人对水做的功就是为了满足需要而做的，其大小等于水重乘以提升的高度。人在提水时，必须有盛水的容器，如水桶等，人在提升水的同时，也对容器做了功，而人对容器所做功并不是目的，但是又不得不做，因为没有容器，水是无法提升的，所以，人对容器所做的功是额外功，其大小等于 。
3、常见的额外功有：使用滑轮组时，克服轮与轴之间摩擦所做的功，还有克服滑轮的自重所做的功等。
4、克服摩擦所做的功并不一定都是额外功。
有用功和额外功计算公式归纳
考点名称：重力的计算
重力的计算公式：
物体所受的重力跟它的质量成正比，g=
，G=mg。（g=9.8N/g）
由于地球的吸引而产生的力，叫做重力。方向竖直向下。
地面上同一点处物体受到重力的大小跟物体的质量m成正比，用关系式G=mg表示。通常在地球表面附近，g取值为9.8牛每千克，表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛。(9.8牛是一个平均值)
物体的各个部分都受重力的作用。
重力公式为G=mg
重力的影响及应用：
重心的影响因素
1）物体的形状
2）质量的分布
重力方向的应用
1）重垂线：检查所砌的墙是否竖直。
2）水平仪：检查桌面或窗台是否水平。
3）弹簧测力计：用于测量力的大小。
重力与质量的区别和联系：
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质量 |
重力 |
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区别 |
概念 |
物体所含物质的多少 |
由于地球吸引而使物体受到的力 |
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符号 |
m |
G |
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量性 |
只有大小，没有方向 |
既有大小，又有方向 |
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单位 |
千克（kg） |
牛顿（N） |
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与地理位置的关系 |
与位置无关 |
与位置有关 |
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公式 |
m=ρV |
G=mg |
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测量工具 |
天平 |
测力计 |
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联系 |
重力与质量的关系是G=mg（g=9.8N/kg） |
