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1.不计绳重，用桶从井中提水的时候，对做的功是有用功，对做的功是额外功。
如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是功，对水做的功是功。
做的功是功。上述两种情况，总功都是力所做的功。
如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是功，对水做的功是功。
做的功是功。上述两种情况，总功都是力所做的功。
答案
水 桶 有用 额外 拉
解析
【分析】
要解决这道题，需明确有用功、额外功的判断核心：做功的目的。当我们为了完成某一目标做功时，对目标物体做的功是有用功；并非我们需要但又不得不做的功是额外功；总功是拉力（或动力）所做的功。
【解析】
1. 用桶提水时，目的是将水提上来，因此对水做的功是有用功；提水时不得不提升桶，这不是目的，所以对桶做的功是额外功。
2. 捞桶时，目的是把桶捞上来，因此对桶做的功是有用功；捞桶时不得不带起部分水，这不是目的，所以对水做的功是额外功。
3. 两种情况中，我们拉绳子的力所做的功都是总功。
【答案】
水 桶 有用 额外 拉
【知识点】
有用功、额外功、总功
【点评】
本题是对有用功与额外功概念的基础考查，核心是通过“做功目的”区分有用功和额外功，属于概念理解类题目，难度较低。
【难度系数】
0.2
要解决这道题，需明确有用功、额外功的判断核心：做功的目的。当我们为了完成某一目标做功时，对目标物体做的功是有用功；并非我们需要但又不得不做的功是额外功；总功是拉力（或动力）所做的功。
【解析】
1. 用桶提水时，目的是将水提上来，因此对水做的功是有用功；提水时不得不提升桶，这不是目的，所以对桶做的功是额外功。
2. 捞桶时，目的是把桶捞上来，因此对桶做的功是有用功；捞桶时不得不带起部分水，这不是目的，所以对水做的功是额外功。
3. 两种情况中，我们拉绳子的力所做的功都是总功。
【答案】
水 桶 有用 额外 拉
【知识点】
有用功、额外功、总功
【点评】
本题是对有用功与额外功概念的基础考查，核心是通过“做功目的”区分有用功和额外功，属于概念理解类题目，难度较低。
【难度系数】
0.2
2.某滑轮组的机械效率为80％表示的含义是
用该滑轮组做功时有用功占总功的 80%
，当它完成1000J的总功时，所做的有用功为800
J，若克服动滑轮的重力所做的功是150J，则克服摩擦和绳重所做的功是50
J。答案
用该滑轮组做功时有用功占总功的 80% 800 50
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确机械效率的定义，再利用机械效率公式及总功、有用功、额外功的关系逐步计算：首先，机械效率是有用功与总功的比值，据此理解80%的含义；其次，根据机械效率公式变形求有用功；最后，利用总功等于有用功加额外功，结合额外功的组成（动滑轮重的功、摩擦和绳重的功）计算克服摩擦和绳重的功。
【解析】
1. 机械效率的含义：机械效率η=W有用/W总，因此80%表示用该滑轮组做功时，有用功占总功的80%；
2. 计算有用功：已知总功W总=1000J，η=80%，由η=W有用/W总得，W有用=η×W总=80%×1000J=800J；
3. 计算克服摩擦和绳重的功：总功W总=W有用+W额，总额外功W额=W总-W有用=1000J-800J=200J；额外功包括克服动滑轮重力的功（150J）和克服摩擦及绳重的功，因此克服摩擦和绳重的功=200J-150J=50J。
【答案】
用该滑轮组做功时有用功占总功的80% 800 50
【知识点】
机械效率的概念，机械效率的计算，额外功的计算
【点评】
本题考查机械效率的基础概念和相关计算，属于力学基础题，只要掌握机械效率的定义及总功、有用功、额外功的关系即可顺利解答。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，需先明确机械效率的定义，再利用机械效率公式及总功、有用功、额外功的关系逐步计算：首先，机械效率是有用功与总功的比值，据此理解80%的含义；其次，根据机械效率公式变形求有用功；最后，利用总功等于有用功加额外功，结合额外功的组成（动滑轮重的功、摩擦和绳重的功）计算克服摩擦和绳重的功。
【解析】
1. 机械效率的含义：机械效率η=W有用/W总，因此80%表示用该滑轮组做功时，有用功占总功的80%；
2. 计算有用功：已知总功W总=1000J，η=80%，由η=W有用/W总得，W有用=η×W总=80%×1000J=800J；
3. 计算克服摩擦和绳重的功：总功W总=W有用+W额，总额外功W额=W总-W有用=1000J-800J=200J；额外功包括克服动滑轮重力的功（150J）和克服摩擦及绳重的功，因此克服摩擦和绳重的功=200J-150J=50J。
【答案】
用该滑轮组做功时有用功占总功的80% 800 50
【知识点】
机械效率的概念，机械效率的计算，额外功的计算
【点评】
本题考查机械效率的基础概念和相关计算，属于力学基础题，只要掌握机械效率的定义及总功、有用功、额外功的关系即可顺利解答。
【难度系数】
0.8
3.用如图所示的滑轮组将重为G的物体匀速提升了h，作用在绳上的拉力大小为F，则总功为
$3Fh$
，额外功为$3Fh-Gh$
，效率为$\frac{G}{3F}$
.(用题中给出的物理量表示)答案
$3Fh$ $3Fh-Gh$ $\frac{G}{3F}$
解析
【分析】
要解决这道题，首先需确定滑轮组中承担物重的绳子段数n，观察题图可知，动滑轮上有3段绳子，因此绳子自由端移动的距离s=3h。总功是拉力做的功，等于拉力与绳子自由端移动距离的乘积；有用功是提升物体做的功，等于物体重力与提升高度的乘积；额外功为总功减去有用功；机械效率是有用功与总功的比值，计算时注意化简即可。
【解析】
1. 确定绳子自由端移动距离：由图可知，承担物重的绳子段数n=3，因此绳子自由端移动的距离s=nh=3h。
2. 计算总功：总功是拉力做的功，公式为$W_{总}=F· s$，代入s=3h，得$W_{总}=F×3h=3Fh$。
3. 计算有用功：有用功是提升物体做的功，公式为$W_{有}=Gh$。
4. 计算额外功：额外功等于总功减去有用功，即$W_{额}=W_{总}-W_{有}=3Fh-Gh$。
5. 计算机械效率：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，代入得$\eta=\frac{Gh}{3Fh}=\frac{G}{3F}$（h可约去）。
【答案】
$3Fh$；$3Fh-Gh$；$\frac{G}{3F}$
【知识点】
滑轮组的功；机械效率
【点评】
本题考查滑轮组相关功和机械效率的计算，核心是确定承担物重的绳子段数，属于基础计算题，难度较低。
【难度系数】
0.3
要解决这道题，首先需确定滑轮组中承担物重的绳子段数n，观察题图可知，动滑轮上有3段绳子，因此绳子自由端移动的距离s=3h。总功是拉力做的功，等于拉力与绳子自由端移动距离的乘积；有用功是提升物体做的功，等于物体重力与提升高度的乘积；额外功为总功减去有用功；机械效率是有用功与总功的比值，计算时注意化简即可。
【解析】
1. 确定绳子自由端移动距离：由图可知，承担物重的绳子段数n=3，因此绳子自由端移动的距离s=nh=3h。
2. 计算总功：总功是拉力做的功，公式为$W_{总}=F· s$，代入s=3h，得$W_{总}=F×3h=3Fh$。
3. 计算有用功：有用功是提升物体做的功，公式为$W_{有}=Gh$。
4. 计算额外功：额外功等于总功减去有用功，即$W_{额}=W_{总}-W_{有}=3Fh-Gh$。
5. 计算机械效率：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，代入得$\eta=\frac{Gh}{3Fh}=\frac{G}{3F}$（h可约去）。
【答案】
$3Fh$；$3Fh-Gh$；$\frac{G}{3F}$
【知识点】
滑轮组的功；机械效率
【点评】
本题考查滑轮组相关功和机械效率的计算，核心是确定承担物重的绳子段数，属于基础计算题，难度较低。
【难度系数】
0.3
4.下列关于机械效率的说法中正确的是 （
A.越省力的机械，机械效率越高
B.做功越慢的机械，机械效率越低
C.做功越多的机械，机械效率越高
D.总功相同时，额外功越少，机械效率越高
D
）A.越省力的机械，机械效率越高
B.做功越慢的机械，机械效率越低
C.做功越多的机械，机械效率越高
D.总功相同时，额外功越少，机械效率越高
答案
D
解析
【分析】首先明确机械效率的定义：机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，它与机械是否省力、做功快慢（功率）、做功多少均无直接关系。接下来逐个分析选项：A选项中省力与否和机械效率无关；B选项中做功快慢是功率，与机械效率是不同物理量；C选项中做功多少不决定机械效率；D选项结合公式可判断正确性。
【解析】根据机械效率的定义$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，逐一分析选项：
1. 选项A：机械是否省力取决于动力大小，机械效率是有用功与总功的比值，二者无必然联系。例如省力的斜面，若斜面粗糙程度大，额外功多，机械效率反而低，故A错误；
2. 选项B：做功快慢用功率表示，功率反映做功快慢，机械效率是有用功占总功的比例，二者是不同物理量，做功慢（功率小）的机械，机械效率不一定低，故B错误；
3. 选项C：机械效率由有用功和总功的比值决定，做功多的机械，若总功多但有用功占比小，机械效率会较低，故C错误；
4. 选项D：总功$W_{总}$一定时，额外功$W_{额外}$越少，有用功$W_{有用}=W_{总}-W_{额外}$就越多，根据$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，有用功占比越大，机械效率越高，故D正确。
【答案】D
【知识点】机械效率、功的概念
【点评】本题考查机械效率的核心概念，需准确区分机械效率与功率、省力情况、做功多少的差异，属于基础概念辨析题，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】根据机械效率的定义$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，逐一分析选项：
1. 选项A：机械是否省力取决于动力大小，机械效率是有用功与总功的比值，二者无必然联系。例如省力的斜面，若斜面粗糙程度大，额外功多，机械效率反而低，故A错误；
2. 选项B：做功快慢用功率表示，功率反映做功快慢，机械效率是有用功占总功的比例，二者是不同物理量，做功慢（功率小）的机械，机械效率不一定低，故B错误；
3. 选项C：机械效率由有用功和总功的比值决定，做功多的机械，若总功多但有用功占比小，机械效率会较低，故C错误；
4. 选项D：总功$W_{总}$一定时，额外功$W_{额外}$越少，有用功$W_{有用}=W_{总}-W_{额外}$就越多，根据$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$，有用功占比越大，机械效率越高，故D正确。
【答案】D
【知识点】机械效率、功的概念
【点评】本题考查机械效率的核心概念，需准确区分机械效率与功率、省力情况、做功多少的差异，属于基础概念辨析题，难度较低。
【难度系数】0.7
5.分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体提升到相同高度，对物体所做的有用功 （
A.杠杆最多
B.斜面最多
C.滑轮组最多
D.一样多
D
）A.杠杆最多
B.斜面最多
C.滑轮组最多
D.一样多
答案
D
解析
【分析】要解决这道题，首先明确有用功的定义：当用机械提升物体时，我们的目的是把物体提升一定高度，因此对物体做的功就是有用功，计算公式为$ W_{有}=Gh $。题目中“同一物体”说明物体重力$ G $相同，“提升到相同高度”说明高度$ h $相同，有用功仅由$ G $和$ h $决定，与使用的机械类型无关，据此可判断结果。
【解析】解：对于提升物体的场景，有用功是克服物体重力所做的功，公式为$ W_{有}=Gh $。已知条件为：同一物体，故重力$ G $相等；提升高度$ h $相同。将$ G $和$ h $代入公式，可得杠杆、斜面、滑轮组做的有用功相等，因此答案选D。
【答案】D
【知识点】有用功计算、功的概念
【点评】本题考查有用功的基础概念，核心是区分有用功与总功，明确提升物体时有用功的决定因素，属于基础题，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】解：对于提升物体的场景，有用功是克服物体重力所做的功，公式为$ W_{有}=Gh $。已知条件为：同一物体，故重力$ G $相等；提升高度$ h $相同。将$ G $和$ h $代入公式，可得杠杆、斜面、滑轮组做的有用功相等，因此答案选D。
【答案】D
【知识点】有用功计算、功的概念
【点评】本题考查有用功的基础概念，核心是区分有用功与总功，明确提升物体时有用功的决定因素，属于基础题，难度较低。
【难度系数】0.8
6.两台机械所做的总功之比为2:1，它们的机械效率之比为3:4，则它们所做的有用功之比为（
A.2:1
B.3:4
C.8:3
D.3:2
D
）A.2:1
B.3:4
C.8:3
D.3:2
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题，需利用机械效率的公式变形推导。机械效率是有用功与总功的比值，公式为η=W有用/W总，变形可得有用功W有用=η×W总。题目给出两台机械的总功之比和机械效率之比，将对应比例代入变形后的公式，即可求出有用功之比。
【解析】
根据机械效率公式η=W有用/W总，变形得W有用=η×W总。
设两台机械的总功为W总₁、W总₂，机械效率为η₁、η₂，有用功为W有用₁、W有用₂。
已知W总₁:W总₂=2:1，η₁:η₂=3:4，
则有用功之比：
W有用₁/W有用₂=(η₁×W总₁)/(η₂×W总₂)=(3×2)/(4×1)=6/4=3/2，即W有用₁:W有用₂=3:2，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
机械效率公式应用、比例运算
【点评】
本题考查机械效率公式的变形应用，属于基础计算题，只要牢记机械效率与有用功、总功的关系，代入比例计算即可得出结果，难度较低。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需利用机械效率的公式变形推导。机械效率是有用功与总功的比值，公式为η=W有用/W总，变形可得有用功W有用=η×W总。题目给出两台机械的总功之比和机械效率之比，将对应比例代入变形后的公式，即可求出有用功之比。
【解析】
根据机械效率公式η=W有用/W总，变形得W有用=η×W总。
设两台机械的总功为W总₁、W总₂，机械效率为η₁、η₂，有用功为W有用₁、W有用₂。
已知W总₁:W总₂=2:1，η₁:η₂=3:4，
则有用功之比：
W有用₁/W有用₂=(η₁×W总₁)/(η₂×W总₂)=(3×2)/(4×1)=6/4=3/2，即W有用₁:W有用₂=3:2，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
机械效率公式应用、比例运算
【点评】
本题考查机械效率公式的变形应用，属于基础计算题，只要牢记机械效率与有用功、总功的关系，代入比例计算即可得出结果，难度较低。
【难度系数】
0.7
7.(2024·铜山区期中)如图所示,工人师傅在30s的时间内将重为900N的物体匀速提升了5m,拉力的大小为400N.在此过程中,求:(不计绳重及摩擦,g取10N/kg)
(1)工人师傅对物体所做的有用功.
(2)工人师傅做功的功率.
(3)该滑轮组的机械效率.
(1)工人师傅对物体所做的有用功.
(2)工人师傅做功的功率.
(3)该滑轮组的机械效率.
答案
解:(1)工人师傅对物体所做的有用功
$W_{有用}=Gh=900N×5m=4500J.$
(2)由题图可知,$n=3$,则绳端移动的距离$s=3×5m=15m$,
工人师傅做的功$W_{总}=Fs=400N×15m=6000J.$
工人师傅做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{6000J}{30s}=200W.$
(3)该滑轮组的机械效率
$\eta =\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {4500J}{6000J}×100\% =75\%.$
$W_{有用}=Gh=900N×5m=4500J.$
(2)由题图可知,$n=3$,则绳端移动的距离$s=3×5m=15m$,
工人师傅做的功$W_{总}=Fs=400N×15m=6000J.$
工人师傅做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{6000J}{30s}=200W.$
(3)该滑轮组的机械效率
$\eta =\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {4500J}{6000J}×100\% =75\%.$
解析
【分析】
本题是滑轮组相关的功、功率与机械效率的计算问题，解题思路如下：
1. 有用功是对物体做的功，利用公式$ W_{有用}=Gh $计算，即克服物体重力做的功；
2. 总功是拉力做的功，需先确定滑轮组承担物重的绳子段数$ n $，由题图可知$ n=3 $，因此绳端移动距离$ s=nh $，再用$ W_{总}=Fs $计算总功，最后根据功率公式$ P=\frac{W_{总}}{t} $求功率；
3. 机械效率是有用功与总功的比值，用公式$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\% $计算。
【解析】
解：(1) 工人师傅对物体所做的有用功：
$ W_{有用}=Gh=900N×5m=4500J $；
(2) 由题图可知，承担物重的绳子段数$ n=3 $，则绳端移动的距离：
$ s=nh=3×5m=15m $，
工人师傅做的总功：
$ W_{总}=Fs=400N×15m=6000J $，
工人师傅做功的功率：
$ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{6000J}{30s}=200W $；
(3) 该滑轮组的机械效率：
$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{4500J}{6000J}×100\%=75\% $。
【答案】
(1) 4500J；(2) 200W；(3) 75%
【知识点】
滑轮组、机械效率、功的计算
【点评】
本题考查滑轮组的有用功、总功、功率及机械效率的基础计算，解题关键是确定承担物重的绳子段数$ n $，牢记相关公式即可正确求解，属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
本题是滑轮组相关的功、功率与机械效率的计算问题，解题思路如下：
1. 有用功是对物体做的功，利用公式$ W_{有用}=Gh $计算，即克服物体重力做的功；
2. 总功是拉力做的功，需先确定滑轮组承担物重的绳子段数$ n $，由题图可知$ n=3 $，因此绳端移动距离$ s=nh $，再用$ W_{总}=Fs $计算总功，最后根据功率公式$ P=\frac{W_{总}}{t} $求功率；
3. 机械效率是有用功与总功的比值，用公式$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\% $计算。
【解析】
解：(1) 工人师傅对物体所做的有用功：
$ W_{有用}=Gh=900N×5m=4500J $；
(2) 由题图可知，承担物重的绳子段数$ n=3 $，则绳端移动的距离：
$ s=nh=3×5m=15m $，
工人师傅做的总功：
$ W_{总}=Fs=400N×15m=6000J $，
工人师傅做功的功率：
$ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{6000J}{30s}=200W $；
(3) 该滑轮组的机械效率：
$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{4500J}{6000J}×100\%=75\% $。
【答案】
(1) 4500J；(2) 200W；(3) 75%
【知识点】
滑轮组、机械效率、功的计算
【点评】
本题考查滑轮组的有用功、总功、功率及机械效率的基础计算，解题关键是确定承担物重的绳子段数$ n $，牢记相关公式即可正确求解，属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
