1. 工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，加上润滑油后滑轮转动灵活了，如果再用滑轮组把同样的重物从一楼提升到五楼，那么所做的()

A.有用功减小，总功不变
B.有用功不变，总功减小
C.有用功增加，总功不变
D.额外功减小，总功不变

1. B

【分析】
拿到这道题我们可以按三步逻辑逐步推导：第一步先判断有用功的变化，有用功是为了完成提升货物这个目的必须做的功，对应公式W有=Gh，两次的货物重力G、从一楼到五楼的提升高度h都完全相同，就能直接确定有用功不变，先排除描述有用功变化的A、C选项。第二步分析额外功的变化，滑轮组的额外功一部分来自动滑轮自重，另一部分来自克服滑轮轴的摩擦，加润滑油后轴处摩擦力大幅减小，克服摩擦的额外功就会变小，整体额外功随之减小。第三步结合总功的定义，总功是有用功和额外功的和，有用功不变、额外功减小，就能推出总功减小，最终选出正确选项。
【解析】
1. 有用功判断：
两次提升的重物完全相同，物重G不变，提升高度都是从一楼到五楼，h也不变，根据公式$W_{有用}=Gh$，可得两次的有用功相等，即有用功不变，直接排除A、C选项。
2. 额外功判断：
添加润滑油后滑轮转动灵活，减小了滑轮轴位置的摩擦力，提升过程中克服摩擦消耗的额外功变小，因此整体额外功减小。
3. 总功判断：
总功的计算式为$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，已知有用功不变，额外功减小，因此总功也随之减小。
综上可知，有用功不变、总功减小，B选项描述正确，D选项错误。
【答案】
B
【知识点】
有用功与额外功；总功的计算
【点评】
本题是机械功部分的基础概念辨析题，易错点是误判有用功的变化，只要牢记有用功仅和做功的核心目的直接相关，本题中提升相同重物到相同高度，有用功就不会改变，再结合额外功的常见来源即可快速推导得到结果。
【难度系数】
0.8

2. 利用如图所示的滑轮在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列说法正确的是()


A.重力做的功是有用功
B.拉力$F_{1}$做的功是额外功
C.绳子自由端的拉力$F$做的功是总功
D.克服物体与地面间的摩擦力做的功是额外功

2. C

【分析】
首先明确本题是水平面上利用动滑轮拉动物体的场景，先理清核心思路：先确定做功的实际目的是让水平面上的物体移动，再结合有用功、额外功、总功的定义逐一判断选项：
1. 先回忆三类功的定义：有用功是为了达成做功目的，必须做的对我们有用的功；额外功是不需要但不得不额外做的功；总功是外界施加的动力总共做的功。
2. 重力方向竖直向下，物体水平运动，竖直方向没有位移，重力不做功，直接排除A；拉力F₁作用在物体上，是让物体移动的力，对应的功是我们需要的有用功，B错误；绳子自由端的拉力F是外界施加的动力，它做的功就是输入的总功，C符合定义；克服物体与地面摩擦力的功是移动物体必须做的功，属于有用功，不是额外功，D错误。
【解析】
解：结合水平拉动物体的场景逐一分析选项：
选项A：重力方向竖直向下，物体沿水平方向运动，竖直方向没有移动距离，重力没有做功，A错误。
选项B：拉力$F_1$作用在物体上，使物体水平移动，是为了达成“拉动物体”的目的做的功，属于有用功，不是额外功，B错误。
选项C：绳子自由端的拉力F是外界施加的动力，动力做的总功就是输入的全部功，C正确。
选项D：拉动物体匀速运动时，克服物体与地面间摩擦力做的功，是达成“移动物体”目的必须做的功，属于有用功，不是额外功，D错误。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
有用功定义，额外功定义，总功概念
【点评】
本题的易错点是学生容易直接套用竖直提升重物的功的分类经验，误以为有用功是克服重力做功，忽略水平场景下做功的目的是移动物体，有用功对应克服物体受到的摩擦力做功，解题时要先明确做功的实际目的，再区分三类功。
【难度系数】
0.7

3. 如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓舂米(将稻米去皮)的情景。脚踏碓是用柱子架起一根木杠，木杠绕着$O$点能够上、下转动，杠的前端装有锥形石头，不断用脚踩踏木杠后端，就可以舂米。下列分析正确的是()


A.脚踏碓相当于省力杠杆
B.石头重力做的功是额外功
C.使用这种杠杆可以省功
D.人对碓做的功是总功

3. D

【分析】
我们按照逐个选项验证的思路逐步解题：第一步先判断杠杆类型，先确定支点O，对比动力臂（脚对木杠施加作用力的力臂）和阻力臂（石头重力对应的力臂）的长度，发现动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，直接排除A选项；第二步结合有用功、额外功的定义判断B选项：使用该装置的目的是利用石头的重力将稻米舂碎，克服石头重力做的功是达成工作目的必须做的功，属于有用功，不是额外功，B错误；第三步回忆功的原理，任何机械使用时都不可能省功，直接排除C选项；第四步结合总功的定义，总功是动力对机械做的功，这里人是动力来源，人对碓做的功就是输入机械的总功，因此D正确。
【解析】
我们逐一分析各选项：
1. 选项A：该装置支点为O点，人脚施加的动力的力臂小于石头重力对应的阻力臂，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，并非省力杠杆，A错误。
2. 选项B：使用脚踏碓的目的是利用石头的冲击力舂米，克服石头重力所做的功是实现舂米目的必须完成的功，属于有用功，不是额外功，B错误。
3. 选项C：根据功的原理，使用任何机械都不能省功，C错误。
4. 选项D：总功的定义是动力对机械所做的功，该装置的动力由人提供，因此人对碓做的功就是总功，D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆分类，功的原理，有用功与总功
【点评】
本题结合古代科技情景考查简单机械的基础概念，易错点是容易误将克服石头重力的功判断为额外功，解题时要先明确装置的工作目的，再区分有用功和额外功，同时牢记任何机械都无法省功的基本规律。
【难度系数】0.7

4. 如图所示，物体重180 N，动滑轮重10 N，小明用100 N的拉力(方向不变)将物体匀速提升2 m，则此过程中有用功是 J，额外功是 J，总功是 J。

4. 360 40 400

【分析】
解题时第一步先确定滑轮组承担物重的绳子段数n，观察题图可知，动滑轮上直接连接的绳子有2段，因此绳子自由端移动的距离s=2h。接下来按照功的相关定义依次计算：1. 有用功是对重物做的功，直接利用公式W有用=Gh代入物体重力和提升高度计算；2. 总功是拉力做的功，先根据s=nh算出绳子自由端移动距离，再用W总=Fs代入拉力和s计算；3. 额外功是总功与有用功的差值，用W额=W总-W有用即可求出结果。
【解析】
1. 计算有用功：
已知物体重力G=180N，提升高度h=2m，根据有用功公式W有=Gh，代入数据得：
$W_{有} = 180\mathrm{N} × 2\mathrm{m} = 360\mathrm{J}$
2. 计算总功：
由图可知滑轮组承担物重的绳子段数n=2，因此绳子自由端移动的距离：
$s=nh=2×2\mathrm{m}=4\mathrm{m}$
已知拉力F=100N，总功为拉力做的功：
$W_{总}=Fs=100\mathrm{N} × 4\mathrm{m} = 400\mathrm{J}$
3. 计算额外功：
根据总功、有用功、额外功的关系$W_{总}=W_{有}+W_{额}$，可得额外功：
$W_{额} = W_{总} - W_{有} = 400\mathrm{J} - 360\mathrm{J} = 40\mathrm{J}$
【答案】
360 40 400
【知识点】
滑轮组功的计算；有用功与额外功
【点评】
本题是滑轮组功的基础计算，易错点是数错承担物重的绳子段数n，注意本题中额外功不仅包含克服动滑轮重力做的功，还包含克服绳重和摩擦的功，不能直接用$G_{动}h$计算额外功，避免出错。
【难度系数】
0.8

5. 建筑工地上，起重机几分钟就能把所需的砖运送到楼顶，如果人使用滑轮组来提升则需要几个小时，其原因是()

A.起重机的功率大，做功多
B.起重机的功率大，做功快
C.起重机的机械效率高，做的有用功多
D.起重机的机械效率高，做的额外功少

5. B

【分析】
解题时首先要抓住题目隐含的前提：两种方式都是把相同的砖提升到相同的楼顶，因此首先可以确定两者做的有用功是相等的。接下来回忆两个核心物理量的定义：功率是用来表示做功快慢的物理量，机械效率是有用功和总功的比值，和做功快慢没有直接关联。接下来结合两者的工作时间差异，逐一比对选项排除错误说法，就能得到正确结果。
【解析】
1. 比较有用功大小：两种提升场景下，砖的总重力G相同，被提升的高度h也相同，根据有用功公式$W_{有}=Gh$，可知起重机和人做的有用功完全相等，因此A选项“起重机做功多”、C选项“做的有用功多”的描述错误。
2. 比较功率大小：功率的物理意义是描述物体做功的快慢，公式为$P=\frac{W}{t}$。完成同样的提升任务，起重机仅需要几分钟，人使用滑轮组需要几小时，起重机的工作时间远小于人，说明起重机单位时间内完成的功更多，也就是做功更快、功率更大，B选项描述正确。
3. 比较机械效率大小：起重机工作时需要克服自身庞大的机身重力、部件摩擦做大量额外功，其额外功远大于人使用滑轮组的额外功，因此起重机的机械效率实际上更低，D选项描述错误。
综上，本题选B。
【答案】
B
【知识点】
功率的物理意义，机械效率概念，功的大小比较
【点评】
本题的易错点是容易混淆功率和机械效率的概念，误将功率大等同于机械效率高，解题时要明确两个物理量的物理意义完全独立：功率只反映做功的快慢，和有用功占比无关，机械效率反映能量的利用率，和做功快慢无关，抓住“提升相同重物到相同高度有用功相等”的隐含条件即可快速排除错误选项。
【难度系数】
0.7

6. 如图所示，建筑工人使用滑轮组匀速向楼上运送石料，下列不能提高滑轮组机械效率的是()


A.换用轻质的动滑轮
B.滑轮转轴处加润滑油
C.增大匀速提升的速度
D.增大单次运送石料的重力

6. C

【分析】
要解决这道题，首先需要明确滑轮组机械效率的本质是有用功占总功的比例：其中提升石料做的功是有用功，额外功主要来自克服动滑轮重力做功、克服滑轮转轴摩擦做功。我们只需要逐个分析每个操作对有用功占总功比例的影响，就能判断哪个选项无法提高机械效率：先判断操作是减小了额外功占比、增大了有用功占比，还是对功的比例没有任何影响，即可得到正确结论。
【解析】
我们先推导不计绳重时滑轮组机械效率的表达式：
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h+W_{摩擦}}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}+\frac{W_{摩擦}}{h}}$
对四个选项逐一分析：
1. 选项A：换用轻质的动滑轮，动滑轮重力$G_{动}$减小，代入公式可知有用功占总功的比例增大，可以提高滑轮组机械效率，不符合题意；
2. 选项B：滑轮转轴处加润滑油，会减小克服转轴摩擦的额外功，即$\frac{W_{摩擦}}{h}$减小，有用功占比增大，可以提高机械效率，不符合题意；
3. 选项C：增大匀速提升的速度，不会改变石料重力、动滑轮重力，也不会改变摩擦带来的额外功占比，机械效率和提升速度完全无关，不能提高滑轮组机械效率，符合题意；
4. 选项D：增大单次运送石料的重力，石料重力$G_{物}$增大，代入公式可知有用功占总功的比例明显增大，可以提高机械效率，不符合题意。
综上，符合要求的选项是C。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组机械效率的影响因素
【点评】
本题属于滑轮组机械效率的基础考察题，核心易错点是容易混淆机械效率和功率的概念，误将提升速度（影响做功快慢）当成影响机械效率的因素，同学们要明确机械效率是功的比值，和做功速度、做功总时间都没有关联。
【难度系数】
0.7