自主预习
请同学们预习本节课教材内容,完成下表。

有用功
$W_{有用}$
总功
$W_{总}$
额外功
$W_{额外}$
$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$
功
有用功
总功
$\eta$
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$
改进结构，使机械设备更合理、更轻巧

1. (★★)如图12.4-1所示,工人用动滑轮提起木箱,使用动滑轮可以_______。如果木箱重600 N,工人用400 N的力将木箱匀速提高3 m,则有用功为_______J,总功为_______J。

省力
1800
2400

2. (★★)小军通过如图12.4-2所示的装置,将重180 N的物体匀速提升0.5 m,小军所用的拉力为200 N。下列说法正确的是【 】]
A.该装置对物体做的功为总功
B.小军施加的拉力做的功为有用功
C.小军施加的拉力做的功为200 J
D.该过程小军做的额外功为10 J

D

3. (★★)机械甲的机械效率比机械乙的机械效率高,这表明【 】

A.甲做的有用功比乙做的有用功多
B.甲做的总功比乙做的总功少
C.做相同的总功,甲做的有用功比乙做的有用功多
D.做相同的有用功,甲做的总功比乙做的总功多

C

【分析】
首先明确机械效率的定义公式：η=（有用功W有用/总功W总）×100%，机械效率反映的是有用功在总功中所占的比例，分析选项时需结合公式，利用控制变量法判断：
1. 选项A：仅知道甲的机械效率高，若甲、乙总功未知，无法直接比较有用功多少，因为有用功由总功和机械效率共同决定，故A错误；
2. 选项B：同理，仅知道机械效率大小，若有用功未知，无法比较总功多少，总功由有用功和机械效率共同决定，故B错误；
3. 选项C：当总功相同时，根据W有用=η×W总，机械效率越高，有用功越多，甲的机械效率高，所以做相同总功时甲的有用功比乙多，故C正确；
4. 选项D：当有用功相同时，根据W总=W有用/η，机械效率越高，总功越少，甲的机械效率高，所以做相同有用功时甲的总功比乙少，故D错误。
【解析】
根据机械效率的公式η=（W有用/W总）×100%，对各选项逐一分析：
A选项：机械效率是有用功与总功的比值，仅知道甲的机械效率更高，若甲、乙的总功不确定，无法比较二者有用功的多少，因此A错误；
B选项：同理，仅知道机械效率的大小关系，若甲、乙的有用功不确定，无法比较二者总功的多少，因此B错误；
C选项：当总功W总相同时，由W有用=η×W总可知，机械效率η越高，有用功W有用越多。由于甲的机械效率比乙高，所以做相同的总功时，甲做的有用功比乙多，因此C正确；
D选项：当有用功W有用相同时，由W总=W有用/η可知，机械效率η越高，总功W总越少。甲的机械效率更高，所以做相同的有用功时，甲做的总功比乙少，因此D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械效率的概念
【点评】
本题核心是考查对机械效率概念的理解，机械效率是一个比值，不能仅凭效率高低直接判断有用功或总功的多少，必须控制其中一个量（有用功或总功）相同，才能通过效率比较另一个量的大小，解题时要注意运用控制变量的思想。
【难度系数】
0.6