题文

为了给一幢楼房供水，每天需要用水泵把160m3的水送到30m高的水箱里去．（g=10N/kg）求： （1）水泵每天对所送的水做的功是多少？ （2）若水泵的机械效率为80%，那么水泵每天送水时做的额外功是多少？

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）水的重力G=mg=ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×160m3=1.6×106N； 水泵每天对所送的水做的功是W有用=Gh=1.6×106N×30m=4.8×107J；  答：水泵每天对所送的水做的功是4.8×107J；  （2）水泵所做的总功W总= W有用 η = 4.8×107J 0.8 =6×107J； 水泵每天送水时做的额外功是W额=W总-W有用=6×107J-4.8×107J=1.2×107J． 答：水泵每天送水时做的额外功是1.2×107J．

据专家权威分析，试题“为了给一幢楼房供水，每天需要用水泵把160m3的水送到30m高的水箱..”主要考查你对  功的计算，有用功和额外功，密度公式的应用，重力的计算  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密度公式的应用重力的计算

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：密度公式的应用

• 密度公式的应用：
  （1）利用m=ρV求质量；利用V=m/ρ求体积
  
  （2）对于密度公式，还要从以下四个方面理解
  ①同种物质，在一定状态下密度是定值，它不随质量大小或体积大小的改变而改变。当其质量（或体积）增大几倍时，其体积（或质量）也随着增大几倍，而比值是不变的。因此，不能认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比；
  ②具有同种物质的物体，在同一状态下，体积大的质量也大，物体的体积跟它的质量成正比；
  ③具有不同物质的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量也大，物体的质量跟它的密度成正比；
  
  ④具有不同物质的物体，在质量相同的条件下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比。

• 密度公式的应用：
  1. 有关密度的图像问题
  此问题一般是给出质量一体积图像，判断或比较物质密度。解答时可在横坐标(或纵坐标)任选一数值，然后在纵坐标(或横坐标)上找到对应的数值，进行分析比较。
   例1如图所示，是甲、乙两种物质的m一V图像，由图像可知(   )
  A．ρ_甲>ρ_乙
  B．ρ_甲=ρ_乙
  C．ρ_甲<ρ_乙
  D．无法确定甲、乙密度的大小