2025年初中同步练习册八年级物理全一册沪科版湖南少年儿童出版社第253页答案
任务1 说一说有用功、额外功、总功之间的关系是什么?
任务2 说一说什么是机械效率?机械效率是用什么方法定义的?
任务3 机械效率有单位吗?机械效率为什么总是小于1?
任务4 对于竖直放置的滑轮组而言,有用功的表达式是什么?总功的表达式是什么?绳自由端移动的距离s与物体上升的高度h之间是什么关系?

答案

任务1:总功=有用功+额外功;任务2:有用功与总功的比值 比值法;任务3:没有 由于额外功的存在;任务4:$W_{有}=Gh$ $W_{总}=Fs$ $s=nh$

解析

【分析】
我们可以逐个任务梳理思路:
1. 对于任务1,先明确三个功的定义:有用功是对我们有价值的、必须要做的功;额外功是为了完成有用功,不得不额外做的功;总功是我们实际做的所有功。从能量消耗的角度看,总共消耗的能量等于有用的能量加上额外消耗的能量,因此总功等于有用功与额外功之和。
2. 任务2,机械效率是衡量机械做功有用程度的物理量,它通过有用功和总功的比值来体现,这种用两个物理量的比值定义新物理量的方法就是比值法。
3. 任务3,机械效率是两个功的比值,单位会相互抵消,所以没有单位;因为任何机械都不可避免地要做额外功(比如克服机械自重、摩擦做功),有用功始终小于总功,因此机械效率总是小于1。
4. 任务4,竖直滑轮组中,有用功是克服物体重力提升物体做的功,根据功的公式$W=Fs$,这里力是重力G,距离是物体上升高度h,所以有用功表达式为$W_{有}=Gh$;总功是拉力F做的功,拉力作用点移动距离是s,所以总功表达式为$W_{总}=Fs$;绳自由端移动距离s和物体上升高度h的关系由承担物重的绳子段数n决定,即$s=nh$。
【解析】
任务1:根据有用功、额外功、总功的定义,总功是实际做的全部功,包含有用功和额外功,因此三者关系为:总功=有用功+额外功。
任务2:机械效率是指有用功与总功的比值,它采用比值法定义,即通过两个物理量的比值来定义新物理量,以此反映机械做功的有用程度。
任务3:机械效率是两个功的比值,单位相互抵消,所以没有单位;由于使用任何机械时都不可避免地要做额外功(如克服机械自身重力、摩擦做功),有用功始终小于总功,因此机械效率总是小于1。
任务4:对于竖直放置的滑轮组:
有用功是克服物体重力做的功,表达式为$\boldsymbol{W_{有}=Gh}$(G为物体重力,h为物体上升高度);
总功是拉力做的功,表达式为$\boldsymbol{W_{总}=Fs}$(F为绳自由端拉力,s为绳自由端移动距离);
绳自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系为$\boldsymbol{s=nh}$(n为承担物重的绳子段数)。
【答案】
任务1:总功=有用功+额外功;任务2:有用功与总功的比值,比值法;任务3:没有,由于额外功的存在;任务4:$W_{有}=Gh$,$W_{总}=Fs$,$s=nh$
【知识点】
1. 功的三者关系
2. 机械效率的定义
3. 滑轮组的功与距离关系
【点评】
本题围绕机械功和机械效率的核心基础概念展开,涵盖了功的关系、机械效率的定义与特性、滑轮组的具体应用,是力学机械部分的必备基础知识,准确理解和记忆这些内容是后续机械效率计算的关键。
【难度系数】
0.8