7. 动力所做的功叫,用表示;机械克服有用阻力所做的功叫,用表示;机械克服额外阻力所做的功叫,用表示,这三者的关系为。我们把有用功和总功的比值叫,公式为。使用任何机械都不能省,所以机械效率总是(填“大于”“等于”或“小于”)1。
答案
总功、$W_{总}$、有用功、$W_{有}$、额外功、$W_{额}$、$W_{总}=W_{有}+W_{额}$、机械效率、$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$、功、小于
解析
本题可根据机械能相关概念,结合总功、有用功、额外功的定义及关系,以及机械效率的定义和特点来进行填空。
动力所做的功是总功,用$W_{总}$表示;机械克服有用阻力所做的功是有用功,用$W_{有}$表示;机械克服额外阻力所做的功是额外功,用$W_{额}$表示,三者关系为$W_{总}=W_{有}+W_{额}$;有用功和总功的比值是机械效率,公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$;使用任何机械都不能省功,因为总功总是大于或(通常)等于有用功(由于额外功存在),所以机械效率总是小于$1$。
动力所做的功是总功,用$W_{总}$表示;机械克服有用阻力所做的功是有用功,用$W_{有}$表示;机械克服额外阻力所做的功是额外功,用$W_{额}$表示,三者关系为$W_{总}=W_{有}+W_{额}$;有用功和总功的比值是机械效率,公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$;使用任何机械都不能省功,因为总功总是大于或(通常)等于有用功(由于额外功存在),所以机械效率总是小于$1$。
8. 当你用水桶从井中提水的时候,你对桶(不包括水)所做的功属于功;如果桶掉进水里,你从井里捞桶的时候(捞上的桶里也会带上一些水),这时你对桶本身做的功属于功。
答案
额外;有用
解析
用水桶提水时,目的是提水,对桶做的功是额外功;捞桶时,目的是捞桶,对桶做的功是有用功。
9. 用动滑轮将重140牛的物体在5秒钟内匀速提高了0.5米,人对绳端的拉力为100牛,拉力所做的功为焦,动滑轮的机械效率为。
答案
100;70%
解析
用动滑轮提升物体时,绳子段数$n=2$,拉力移动距离$s = 2h=2×0.5m = 1m$,根据$W_{总}=Fs$,已知$F = 100N$,$s = 1m$,可得拉力所做的功$W_{总}=100N×1m = 100J$。
有用功$W_{有}=Gh$,已知$G = 140N$,$h = 0.5m$,则$W_{有}=140N×0.5m = 70J$。
根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$,可得$\eta=\frac{70J}{100J}×100\% = 70\%$。
有用功$W_{有}=Gh$,已知$G = 140N$,$h = 0.5m$,则$W_{有}=140N×0.5m = 70J$。
根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$,可得$\eta=\frac{70J}{100J}×100\% = 70\%$。
10. 救援车工作原理如图所示,当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×10³N时,小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t,斜面高为2m,斜面长为5m(不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦,g取10N/kg)。在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中,钢绳所做的有用功为J,整个装置的机械效率为,小车A与斜面间的摩擦力大小为N。

答案
20000;80%;1000
解析
1. 有用功:$W_{有}=Gh=mgh=1000kg×10N/kg×2m=2×10^{4}J$;
2. 由图知,装置使用动滑轮,绳子段数$n=2$,拉力移动距离$s=2L=2×5m=10m$,总功$W_{总}=Fs=2.5×10^{3}N×10m=2.5×10^{4}J$,机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{2×10^{4}J}{2.5×10^{4}J}×100\%=80\%$;
3. 额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有}=2.5×10^{4}J - 2×10^{4}J=5×10^{3}J$,由$W_{额}=fL$得摩擦力$f=\frac{W_{额}}{L}=\frac{5×10^{3}J}{5m}=1000N$。
2. 由图知,装置使用动滑轮,绳子段数$n=2$,拉力移动距离$s=2L=2×5m=10m$,总功$W_{总}=Fs=2.5×10^{3}N×10m=2.5×10^{4}J$,机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{2×10^{4}J}{2.5×10^{4}J}×100\%=80\%$;
3. 额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有}=2.5×10^{4}J - 2×10^{4}J=5×10^{3}J$,由$W_{额}=fL$得摩擦力$f=\frac{W_{额}}{L}=\frac{5×10^{3}J}{5m}=1000N$。
11. 如图所示,旗杆顶部有一个定滑轮,升旗手通过一根绕过定滑轮的细绳,用25N的力把一面质量为2kg的旗子沿竖直方向匀速拉动上升8m。求:
(1)升旗手拉动绳子所做的功。
(2)定滑轮的机械效率。(不计细绳重,g取10N/kg)

(1)升旗手拉动绳子所做的功。
(2)定滑轮的机械效率。(不计细绳重,g取10N/kg)
答案
(1)已知拉力$F = 25N$,旗子上升高度$h = 8m$,因为定滑轮不省力也不省距离,所以绳子自由端移动距离$s = h=8m$。
根据功的计算公式$W_{总}=Fs$,可得升旗手拉动绳子所做的总功:
$W_{总}=25N×8m = 200J$。
(2)旗子的质量$m = 2kg$,$g = 10N/kg$,则旗子的重力$G=mg = 2kg×10N/kg=20N$。
有用功$W_{有}=Gh=20N×8m = 160J$。
机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{160J}{200J}×100\% = 80\%$。
(1)200J;(2)80%
根据功的计算公式$W_{总}=Fs$,可得升旗手拉动绳子所做的总功:
$W_{总}=25N×8m = 200J$。
(2)旗子的质量$m = 2kg$,$g = 10N/kg$,则旗子的重力$G=mg = 2kg×10N/kg=20N$。
有用功$W_{有}=Gh=20N×8m = 160J$。
机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{160J}{200J}×100\% = 80\%$。
(1)200J;(2)80%
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