4. 一架起重机在1 min内把质量为60 t的物体举高10 m,起重机做的有用功是
$6×10^6$
J,起重机的机械效率是80%,起重机的功率是$1.25×10^5$
W。答案
4. $6×10^6$ $1.25×10^5$
解析
【分析】
要解决这道题,需分三步推导:1. 有用功是克服物体重力做的功,需先统一质量单位,再通过重力公式计算重力,最后用有用功公式求解;2. 已知机械效率,利用机械效率公式变形求出总功;3. 功率是总功与时间的比值,需将时间单位换算为秒,再用功率公式计算。
【解析】
解:①计算有用功:
质量单位换算:$m=60\ \mathrm{t}=60×10^3\ \mathrm{kg}=6×10^4\ \mathrm{kg}$,
物体重力:$G=mg=6×10^4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6×10^5\ \mathrm{N}$,
有用功:$W_{\mathrm{有用}}=Gh=6×10^5\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=6×10^6\ \mathrm{J}$;
②计算总功:
由机械效率公式$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}$,得总功:$W_{\mathrm{总}}=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{\eta}=\frac{6×10^6\ \mathrm{J}}{80\%}=7.5×10^6\ \mathrm{J}$;
③计算功率:
时间单位换算:$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,
功率:$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{7.5×10^6\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=1.25×10^5\ \mathrm{W}$。
【答案】
$6×10^6$;$1.25×10^5$
【知识点】
有用功计算、机械效率、功率计算
【点评】
本题考查功、机械效率与功率的综合计算,核心是公式的灵活运用及单位的正确换算,需注意区分有用功与总功,时间单位要统一为秒,属于基础综合题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需分三步推导:1. 有用功是克服物体重力做的功,需先统一质量单位,再通过重力公式计算重力,最后用有用功公式求解;2. 已知机械效率,利用机械效率公式变形求出总功;3. 功率是总功与时间的比值,需将时间单位换算为秒,再用功率公式计算。
【解析】
解:①计算有用功:
质量单位换算:$m=60\ \mathrm{t}=60×10^3\ \mathrm{kg}=6×10^4\ \mathrm{kg}$,
物体重力:$G=mg=6×10^4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6×10^5\ \mathrm{N}$,
有用功:$W_{\mathrm{有用}}=Gh=6×10^5\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=6×10^6\ \mathrm{J}$;
②计算总功:
由机械效率公式$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}$,得总功:$W_{\mathrm{总}}=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{\eta}=\frac{6×10^6\ \mathrm{J}}{80\%}=7.5×10^6\ \mathrm{J}$;
③计算功率:
时间单位换算:$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,
功率:$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{7.5×10^6\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=1.25×10^5\ \mathrm{W}$。
【答案】
$6×10^6$;$1.25×10^5$
【知识点】
有用功计算、机械效率、功率计算
【点评】
本题考查功、机械效率与功率的综合计算,核心是公式的灵活运用及单位的正确换算,需注意区分有用功与总功,时间单位要统一为秒,属于基础综合题。
【难度系数】
0.6
5. 往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去。如图11-3-6所示,工人用3 m长的斜面,把120 kg的重物提高1 m,假设斜面很光滑,则需要施加的推力为


400
N。若工人实际用力为500 N,斜面的机械效率为80%
,重物受到的摩擦力为100
N。(g取10 N/kg)答案
5. 400 80% 100
解析
【分析】
要解决这道题,需分三步分析:1. 斜面光滑时,利用功的原理,推力做的总功等于克服重物重力的有用功,先计算重物重力,再结合有用功和斜面长度求推力;2. 实际用力时,总功为实际推力做的功,机械效率是有用功与总功的比值,代入公式计算;3. 额外功是克服摩擦力做的功,由总功减去有用功得到额外功,再结合斜面长度求摩擦力。
【解析】
1. 计算光滑斜面的推力:
重物重力 $ G = mg = 120\,\mathrm{kg} × 10\,\mathrm{N/kg} = 1200\,\mathrm{N} $
斜面光滑,总功等于有用功:$ W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有}} = Gh = 1200\,\mathrm{N} × 1\,\mathrm{m} = 1200\,\mathrm{J} $
由 $ W_{\mathrm{总}} = Fs $ 得推力 $ F = \frac{W_{\mathrm{总}}}{s} = \frac{1200\,\mathrm{J}}{3\,\mathrm{m}} = 400\,\mathrm{N} $
2. 计算斜面的机械效率:
实际总功 $ W_{\mathrm{总}}' = F's = 500\,\mathrm{N} × 3\,\mathrm{m} = 1500\,\mathrm{J} $
机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}'} × 100\% = \frac{1200\,\mathrm{J}}{1500\,\mathrm{J}} × 100\% = 80\% $
3. 计算重物受到的摩擦力:
额外功 $ W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}}' - W_{\mathrm{有}} = 1500\,\mathrm{J} - 1200\,\mathrm{J} = 300\,\mathrm{J} $
额外功是克服摩擦力做的功,即 $ W_{\mathrm{额}} = fs $,故摩擦力 $ f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{300\,\mathrm{J}}{3\,\mathrm{m}} = 100\,\mathrm{N} $
【答案】
400;80%;100
【知识点】
斜面的功;机械效率;摩擦力计算
【点评】
本题考查斜面相关的功、机械效率及摩擦力的计算,核心是区分有用功、总功和额外功,理解斜面光滑时无额外功、实际额外功源于摩擦力,属于基础应用题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需分三步分析:1. 斜面光滑时,利用功的原理,推力做的总功等于克服重物重力的有用功,先计算重物重力,再结合有用功和斜面长度求推力;2. 实际用力时,总功为实际推力做的功,机械效率是有用功与总功的比值,代入公式计算;3. 额外功是克服摩擦力做的功,由总功减去有用功得到额外功,再结合斜面长度求摩擦力。
【解析】
1. 计算光滑斜面的推力:
重物重力 $ G = mg = 120\,\mathrm{kg} × 10\,\mathrm{N/kg} = 1200\,\mathrm{N} $
斜面光滑,总功等于有用功:$ W_{\mathrm{总}} = W_{\mathrm{有}} = Gh = 1200\,\mathrm{N} × 1\,\mathrm{m} = 1200\,\mathrm{J} $
由 $ W_{\mathrm{总}} = Fs $ 得推力 $ F = \frac{W_{\mathrm{总}}}{s} = \frac{1200\,\mathrm{J}}{3\,\mathrm{m}} = 400\,\mathrm{N} $
2. 计算斜面的机械效率:
实际总功 $ W_{\mathrm{总}}' = F's = 500\,\mathrm{N} × 3\,\mathrm{m} = 1500\,\mathrm{J} $
机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}'} × 100\% = \frac{1200\,\mathrm{J}}{1500\,\mathrm{J}} × 100\% = 80\% $
3. 计算重物受到的摩擦力:
额外功 $ W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}}' - W_{\mathrm{有}} = 1500\,\mathrm{J} - 1200\,\mathrm{J} = 300\,\mathrm{J} $
额外功是克服摩擦力做的功,即 $ W_{\mathrm{额}} = fs $,故摩擦力 $ f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{300\,\mathrm{J}}{3\,\mathrm{m}} = 100\,\mathrm{N} $
【答案】
400;80%;100
【知识点】
斜面的功;机械效率;摩擦力计算
【点评】
本题考查斜面相关的功、机械效率及摩擦力的计算,核心是区分有用功、总功和额外功,理解斜面光滑时无额外功、实际额外功源于摩擦力,属于基础应用题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
6. 如图11-3-7所示,在测算杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下方的物块缓慢上升至虚线位置,弹簧测力计的示数F为
2.5
N,弹簧测力计上升的高度s为0.2 m。物块重G为1.5 N,物块上升的高度h为0.3 m,则杠杆的机械效率为90%
。如果G变大,此杠杆机械效率将变大
(选填“变大”“变小”或“不变”)。答案
6. 2.5 90% 变大
解析
【分析】
要解决本题,分三步思考:1. 读取弹簧测力计示数:先确定弹簧测力计分度值,再根据指针位置读取拉力大小;2. 计算杠杆机械效率:需分别求出有用功(提升物块做的功)和总功(拉力做的功),再用机械效率公式计算;3. 分析物重对机械效率的影响:额外功主要来自克服杠杆自重和摩擦,当物重增大时,判断有用功占总功的比例变化,进而确定效率变化。
【解析】
1. 弹簧测力计示数:弹簧测力计分度值为0.1N,指针指向2.5N,故拉力F=2.5N。
2. 计算有用功:有用功是提升物块做的功,公式为$W_{有}=Gh$,代入数据得$W_{有}=1.5N×0.3m=0.45J$。
3. 计算总功:总功是拉力做的功,公式为$W_{总}=Fs$,代入数据得$W_{总}=2.5N×0.2m=0.5J$。
4. 计算机械效率:机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$,代入数据得$\eta=\frac{0.45J}{0.5J}×100\%=90\%$。
5. 分析效率变化:额外功主要是克服杠杆自重和摩擦的功,当物重G变大时,额外功基本不变,有用功$W_{有}=Gh$增大,总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}$也增大,但有用功在总功中的占比变大,因此机械效率变大。
【答案】
2.5;90%;变大
【知识点】
杠杆机械效率,功的计算,机械效率
【点评】
本题考查杠杆机械效率实验的基础内容,包括弹簧测力计读数、机械效率计算及影响因素,需明确有用功与总功的区分,理解物重对效率的影响逻辑,属于初中力学的基础实验题。
【难度系数】
0.6
要解决本题,分三步思考:1. 读取弹簧测力计示数:先确定弹簧测力计分度值,再根据指针位置读取拉力大小;2. 计算杠杆机械效率:需分别求出有用功(提升物块做的功)和总功(拉力做的功),再用机械效率公式计算;3. 分析物重对机械效率的影响:额外功主要来自克服杠杆自重和摩擦,当物重增大时,判断有用功占总功的比例变化,进而确定效率变化。
【解析】
1. 弹簧测力计示数:弹簧测力计分度值为0.1N,指针指向2.5N,故拉力F=2.5N。
2. 计算有用功:有用功是提升物块做的功,公式为$W_{有}=Gh$,代入数据得$W_{有}=1.5N×0.3m=0.45J$。
3. 计算总功:总功是拉力做的功,公式为$W_{总}=Fs$,代入数据得$W_{总}=2.5N×0.2m=0.5J$。
4. 计算机械效率:机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$,代入数据得$\eta=\frac{0.45J}{0.5J}×100\%=90\%$。
5. 分析效率变化:额外功主要是克服杠杆自重和摩擦的功,当物重G变大时,额外功基本不变,有用功$W_{有}=Gh$增大,总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}$也增大,但有用功在总功中的占比变大,因此机械效率变大。
【答案】
2.5;90%;变大
【知识点】
杠杆机械效率,功的计算,机械效率
【点评】
本题考查杠杆机械效率实验的基础内容,包括弹簧测力计读数、机械效率计算及影响因素,需明确有用功与总功的区分,理解物重对效率的影响逻辑,属于初中力学的基础实验题。
【难度系数】
0.6
7. 外力对水泵做了 $7.5× 10^{5}\ \mathrm{J}$ 的功,使水泵把 $5× 10^{3}\ \mathrm{kg}$ 的水送到10 m高的水池,水泵做的有用功是
$5×10^5$
J,水泵的机械效率是66.7%
。(g取10 N/kg)答案
7. $5×10^5$ 66.7%
解析
【分析】
要解决这道题,需明确水泵的有用功是对水做的功(克服水的重力做功),总功是外力对水泵做的功;先利用重力公式算出水的重力,再计算有用功,最后根据机械效率公式求出机械效率。
【解析】
1. 计算水的重力:根据公式 $ G = mg $,代入 $ m = 5×10^3\ \mathrm{kg} $,$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $,得 $ G = 5×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg} = 5×10^4\ \mathrm{N} $。
2. 计算水泵的有用功:有用功是克服水的重力做的功,公式为 $ W_{\mathrm{有用}} = Gh $,代入 $ G = 5×10^4\ \mathrm{N} $,$ h = 10\ \mathrm{m} $,得 $ W_{\mathrm{有用}} = 5×10^4\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m} = 5×10^5\ \mathrm{J} $。
3. 计算水泵的机械效率:机械效率公式为 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\% $,代入 $ W_{\mathrm{有用}} = 5×10^5\ \mathrm{J} $,$ W_{\mathrm{总}} = 7.5×10^5\ \mathrm{J} $,得 $ \eta = \frac{5×10^5\ \mathrm{J}}{7.5×10^5\ \mathrm{J}}×100\% \approx 66.7\% $。
【答案】
$5×10^5$;$66.7\%$
【知识点】
有用功计算、机械效率计算
【点评】
本题考查有用功和机械效率的基础计算,属于常规题型,只要掌握相关公式即可顺利解答,需注意公式的正确应用和单位统一。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需明确水泵的有用功是对水做的功(克服水的重力做功),总功是外力对水泵做的功;先利用重力公式算出水的重力,再计算有用功,最后根据机械效率公式求出机械效率。
【解析】
1. 计算水的重力:根据公式 $ G = mg $,代入 $ m = 5×10^3\ \mathrm{kg} $,$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $,得 $ G = 5×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg} = 5×10^4\ \mathrm{N} $。
2. 计算水泵的有用功:有用功是克服水的重力做的功,公式为 $ W_{\mathrm{有用}} = Gh $,代入 $ G = 5×10^4\ \mathrm{N} $,$ h = 10\ \mathrm{m} $,得 $ W_{\mathrm{有用}} = 5×10^4\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m} = 5×10^5\ \mathrm{J} $。
3. 计算水泵的机械效率:机械效率公式为 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\% $,代入 $ W_{\mathrm{有用}} = 5×10^5\ \mathrm{J} $,$ W_{\mathrm{总}} = 7.5×10^5\ \mathrm{J} $,得 $ \eta = \frac{5×10^5\ \mathrm{J}}{7.5×10^5\ \mathrm{J}}×100\% \approx 66.7\% $。
【答案】
$5×10^5$;$66.7\%$
【知识点】
有用功计算、机械效率计算
【点评】
本题考查有用功和机械效率的基础计算,属于常规题型,只要掌握相关公式即可顺利解答,需注意公式的正确应用和单位统一。
【难度系数】
0.8
8. 下列关于功、功率和机械效率的说法中正确的是(
A.功率大的机械,做功一定多
B.机械效率高的机械,功率一定大
C.做功多的机械,机械效率一定高
D.做功快的机械,功率一定大
D
)。A.功率大的机械,做功一定多
B.机械效率高的机械,功率一定大
C.做功多的机械,机械效率一定高
D.做功快的机械,功率一定大
答案
8. D
解析
【分析】
要判断各选项正误,需明确功、功率、机械效率的物理意义:功率是描述做功快慢的物理量,公式为$P=\frac{W}{t}$,由做功多少和时间共同决定;机械效率是有用功与总功的比值,公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$,反映机械对能量的利用率,与功率无直接关系。逐一分析选项:A选项中功率大仅说明做功快,若时间短则总功不一定多;B选项机械效率高是有用功占比大,与做功快慢(功率)无关;C选项机械效率取决于有用功和总功的比值,做功多但总功更多时效率反而低;D选项功率就是表示做功快慢的物理量,做功快则功率一定大。
【解析】
根据功率和机械效率的定义分析各选项:
1. 功率的定义:功率$P=\frac{W}{t}$,表示单位时间内完成的功,反映做功的快慢,与做功多少、时间均有关;
2. 机械效率的定义:机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$,是有用功与总功的比值,反映机械对能量的利用率,与功率无直接关联;
3. 选项分析:
A:功率大,若做功时间很短,总功不一定多,错误;
B:机械效率高说明有用功在总功中占比大,与做功快慢(功率)无关,错误;
C:做功多,若总功也更多,有用功占比不一定高,机械效率不一定高,错误;
D:功率是描述做功快慢的物理量,做功快则功率一定大,正确。
【答案】
D
【知识点】
功率的概念;机械效率的概念
【点评】
本题考查功率和机械效率的基础概念,需明确两者的物理意义及区别,避免混淆“做功快慢”“做功多少”“能量利用率”的概念,属于基础概念辨析题。
【难度系数】
0.7
要判断各选项正误,需明确功、功率、机械效率的物理意义:功率是描述做功快慢的物理量,公式为$P=\frac{W}{t}$,由做功多少和时间共同决定;机械效率是有用功与总功的比值,公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$,反映机械对能量的利用率,与功率无直接关系。逐一分析选项:A选项中功率大仅说明做功快,若时间短则总功不一定多;B选项机械效率高是有用功占比大,与做功快慢(功率)无关;C选项机械效率取决于有用功和总功的比值,做功多但总功更多时效率反而低;D选项功率就是表示做功快慢的物理量,做功快则功率一定大。
【解析】
根据功率和机械效率的定义分析各选项:
1. 功率的定义:功率$P=\frac{W}{t}$,表示单位时间内完成的功,反映做功的快慢,与做功多少、时间均有关;
2. 机械效率的定义:机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$,是有用功与总功的比值,反映机械对能量的利用率,与功率无直接关联;
3. 选项分析:
A:功率大,若做功时间很短,总功不一定多,错误;
B:机械效率高说明有用功在总功中占比大,与做功快慢(功率)无关,错误;
C:做功多,若总功也更多,有用功占比不一定高,机械效率不一定高,错误;
D:功率是描述做功快慢的物理量,做功快则功率一定大,正确。
【答案】
D
【知识点】
功率的概念;机械效率的概念
【点评】
本题考查功率和机械效率的基础概念,需明确两者的物理意义及区别,避免混淆“做功快慢”“做功多少”“能量利用率”的概念,属于基础概念辨析题。
【难度系数】
0.7
9. 要提高某一机械的效率,可以采取的正确方法是(
A.增加机械做功的时间
B.减少机械做功的时间
C.有用功一定,减少额外功
D.增加重物上升的高度
C
)。A.增加机械做功的时间
B.减少机械做功的时间
C.有用功一定,减少额外功
D.增加重物上升的高度
答案
9. C
解析
【分析】
要解决这道题,需先明确机械效率的定义与公式:机械效率η=W有用/W总,且总功W总=W有用+W额外。解题时需逐一分析选项,判断各选项是否能改变有用功与总功的比值,以此确定能否提高机械效率。
【解析】
根据机械效率公式η=W有用/W总,对各选项分析如下:
1. 选项A:机械效率是有用功与总功的比值,与做功时间长短无关,增加做功时间无法改变有用功和总功的比值,不能提高机械效率,故A错误;
2. 选项B:同理,减少做功时间也不影响有用功与总功的比值,不能提高机械效率,故B错误;
3. 选项C:当有用功一定时,减少额外功会使总功(W总=W有用+W额外)减小,根据η=W有用/W总,分母减小则比值增大,机械效率提高,故C正确;
4. 选项D:增加重物上升高度时,有用功W有用=Gh、额外功(如动滑轮的额外功)W额=G动h均随h增大而增大,此时η=Gh/(Gh+G动h)=G/(G+G动),比值不变,机械效率不变,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械效率、有用功与额外功
【点评】
本题考查机械效率的影响因素,核心是理解机械效率的公式,明确效率仅与有用功和总功的比值有关,与做功时间、重物上升高度等无关,属于基础概念题,难度较低。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需先明确机械效率的定义与公式:机械效率η=W有用/W总,且总功W总=W有用+W额外。解题时需逐一分析选项,判断各选项是否能改变有用功与总功的比值,以此确定能否提高机械效率。
【解析】
根据机械效率公式η=W有用/W总,对各选项分析如下:
1. 选项A:机械效率是有用功与总功的比值,与做功时间长短无关,增加做功时间无法改变有用功和总功的比值,不能提高机械效率,故A错误;
2. 选项B:同理,减少做功时间也不影响有用功与总功的比值,不能提高机械效率,故B错误;
3. 选项C:当有用功一定时,减少额外功会使总功(W总=W有用+W额外)减小,根据η=W有用/W总,分母减小则比值增大,机械效率提高,故C正确;
4. 选项D:增加重物上升高度时,有用功W有用=Gh、额外功(如动滑轮的额外功)W额=G动h均随h增大而增大,此时η=Gh/(Gh+G动h)=G/(G+G动),比值不变,机械效率不变,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械效率、有用功与额外功
【点评】
本题考查机械效率的影响因素,核心是理解机械效率的公式,明确效率仅与有用功和总功的比值有关,与做功时间、重物上升高度等无关,属于基础概念题,难度较低。
【难度系数】
0.6
10. 小刚用一个动滑轮把50 kg的物体提高1 m所用的力是294 N,那么他做的总功和有用功分别是(
A.490 J,490 J
B.490 J,294 J
C.588 J,294 J
D.588 J,490 J
D
)。A.490 J,490 J
B.490 J,294 J
C.588 J,294 J
D.588 J,490 J
答案
10. D
解析
【分析】
要解答本题,需明确两个核心要点:一是动滑轮的特点(承担物重的绳子段数n=2,绳子自由端移动距离s=2h);二是有用功和总功的计算方法。解题步骤为:先计算物体重力,再利用动滑轮特点算出绳子自由端移动的距离,最后分别代入公式计算有用功和总功,对应选项得出答案。
【解析】
1. 计算物体重力:根据公式G=mg,代入数据得G=50kg×9.8N/kg=490N;
2. 确定绳子自由端移动距离:动滑轮承担物重的绳子段数n=2,因此s=2h=2×1m=2m;
3. 计算有用功:有用功是提升物体做的功,公式为W有=Gh,代入得W有=490N×1m=490J;
4. 计算总功:总功是拉力做的功,公式为W总=Fs,代入得W总=294N×2m=588J;
综上,总功为588J,有用功为490J,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
有用功与总功计算;动滑轮的特点
【点评】
本题考查动滑轮的功的计算,属于基础题型,关键是掌握动滑轮的距离关系及有用功、总功的计算公式,区分两种功的物理意义,难度适中,多数学生可掌握。
【难度系数】
0.7
要解答本题,需明确两个核心要点:一是动滑轮的特点(承担物重的绳子段数n=2,绳子自由端移动距离s=2h);二是有用功和总功的计算方法。解题步骤为:先计算物体重力,再利用动滑轮特点算出绳子自由端移动的距离,最后分别代入公式计算有用功和总功,对应选项得出答案。
【解析】
1. 计算物体重力:根据公式G=mg,代入数据得G=50kg×9.8N/kg=490N;
2. 确定绳子自由端移动距离:动滑轮承担物重的绳子段数n=2,因此s=2h=2×1m=2m;
3. 计算有用功:有用功是提升物体做的功,公式为W有=Gh,代入得W有=490N×1m=490J;
4. 计算总功:总功是拉力做的功,公式为W总=Fs,代入得W总=294N×2m=588J;
综上,总功为588J,有用功为490J,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
有用功与总功计算;动滑轮的特点
【点评】
本题考查动滑轮的功的计算,属于基础题型,关键是掌握动滑轮的距离关系及有用功、总功的计算公式,区分两种功的物理意义,难度适中,多数学生可掌握。
【难度系数】
0.7
11. 分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同的高度,做的有用功(
A.一样多
B.斜面的多
C.滑轮组的多
D.杠杆的多
A
)。A.一样多
B.斜面的多
C.滑轮组的多
D.杠杆的多
答案
11. A
解析
【分析】要解决这道题,首先需明确有用功的定义:使用机械做功时,对人们有用的功叫有用功。本题目的是将物体举高,因此克服物体重力做的功就是有用功,计算公式为$W_{有}=Gh$。题目中“同一物体”说明物体重力$G$相同,“举到相同高度”说明高度$h$相同,有用功仅由$G$和$h$决定,与使用的机械类型无关。
【解析】根据有用功公式$W_{有}=Gh$,已知提升的是同一物体,故重力$G$相等;将物体举到相同高度,故高度$h$相等。代入公式可知,无论使用杠杆、斜面还是滑轮组,做的有用功$W_{有}=Gh$都相同。
【答案】A
【知识点】有用功的计算、功的概念
【点评】本题考查有用功的基础概念,核心是理解有用功的决定因素,与使用的机械种类无关,属于基础概念题,难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】根据有用功公式$W_{有}=Gh$,已知提升的是同一物体,故重力$G$相等;将物体举到相同高度,故高度$h$相等。代入公式可知,无论使用杠杆、斜面还是滑轮组,做的有用功$W_{有}=Gh$都相同。
【答案】A
【知识点】有用功的计算、功的概念
【点评】本题考查有用功的基础概念,核心是理解有用功的决定因素,与使用的机械种类无关,属于基础概念题,难度较低。
【难度系数】0.8
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