2026年全品作业本九年级物理上册苏科版江苏专版第21页答案
1. 做值日时,小阳将一桶水从一楼提到三楼。此过程中,小阳对水做的功是
有用
功,对桶做的功是
额外
功,克服自身重力做的功是
额外
功,一共做的功是
总
功。(均选填“总”“有用”或“额外”)

答案

1. 有用 额外 额外 总

解析

【分析】
本题考查有用功、额外功、总功的概念区分。解题思路:先明确做功的目的,再依据不同功的定义判断:小阳的目的是将水从一楼提到三楼,因此对水做的功是有用的;提水必须用桶,对桶的功是无用但不得不做的;克服自身重力的功也是无用但不得不做的;总功是有用功与额外功的总和,即一共做的功。
【解析】
根据功的分类定义:
1. 有用功是对人们有用的功,本题做功目的是提水,故小阳对水做的功是有用功;
2. 额外功是对人们无用但不得不做的功,提水时需携带桶,故对桶做的功是额外功;
3. 提升过程中,克服自身重力做的功是无用但不得不做的,属于额外功;
4. 总功是有用功与额外功的总和,即小阳一共做的功,因此是总功。
【答案】
有用 额外 额外 总
【知识点】
有用功、额外功、总功
【点评】
本题为基础概念题,核心是结合做功目的区分不同类型的功,只要掌握相关定义即可快速解答,属于初中物理力学的基础考点。
【难度系数】
0.8
2.(2025常州溧阳月考)一台机械做功时,下列说法正确的是(
D
)

A.机械做的额外功越少,机械效率就越高
B.机械做的有用功越多,机械效率就越高
C.机械做的总功越多,机械效率就越高
D.机械做的有用功在总功中占的比例越大,机械效率就越高

答案

2. D

解析

【分析】
要解决这道题,需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$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$,机械效率的高低由有用功和总功的比值决定,与有用功、额外功、总功的单独多少无关。接下来逐个分析选项:A选项仅强调额外功少,但总功不确定,有用功占比不一定高;B选项仅强调有用功多,但总功若增加更多,占比会降低;C选项仅强调总功多,但有用功若增加更少,占比也会降低;D选项直接对应机械效率的本质定义,由此判断正确选项。
【解析】
根据机械效率的定义$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$,机械效率是有用功与总功的比值,与单一功的多少无关:
A选项:额外功少,但总功的大小不确定,有用功占总功的比例不一定高,机械效率不一定高,错误;
B选项:有用功多,但总功的大小不确定,有用功占总功的比例不一定高,机械效率不一定高,错误;
C选项:总功多,但有用功的大小不确定,有用功占总功的比例不一定高,机械效率不一定高,错误;
D选项:机械效率的本质就是有用功在总功中所占的比例,比例越大,机械效率越高,正确。
【答案】
D
【知识点】
机械效率的概念
【点评】
本题考查机械效率的基础概念,核心是理解机械效率是有用功与总功的比值,而非单一功的多少,属于概念辨析类基础题,需准确把握定义细节。
【难度系数】
0.8
3.(2025南京建邺区校级三模)如图11-5-1甲所示,用定滑轮将重物匀速提升50 cm,滑轮重40 N,整个过程中,有用功和额外功的大小如图乙所示,则物重为
400 N
,绳端的拉力大小为
500
N,该滑轮的机械效率为
80%
,克服绳重和摩擦所做的额外功为
50
J。

答案

3. 400 N 500 80% 50

解析

【分析】
要解决这道题,我们分步骤思考:
1. 求物重:利用有用功公式$W_{有用}=Gh$,已知有用功和重物提升高度,可直接计算物重;
2. 求绳端拉力:先计算总功(总功=有用功+额外功),定滑轮的特点是绳端移动距离等于重物提升高度,再根据总功公式$W_{总}=Fs$,即可求出拉力;
3. 求机械效率:机械效率是有用功与总功的比值,代入对应数值计算即可;
4. 求克服绳重和摩擦的额外功:定滑轮的滑轮固定不动,提升重物时滑轮重力不做功,总额外功全部用于克服绳重和摩擦,直接取额外功的数值即可。
【解析】
解:先统一单位,重物提升高度$h=50\ \mathrm{cm}=0.5\ \mathrm{m}$。
1. 物重计算:由有用功公式$W_{有用}=Gh$,可得物重$G=\frac{W_{有用}}{h}=\frac{200\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{m}}=400\ \mathrm{N}$;
2. 绳端拉力计算:总功$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}=200\ \mathrm{J}+50\ \mathrm{J}=250\ \mathrm{J}$,定滑轮绳端移动距离$s=h=0.5\ \mathrm{m}$,由$W_{总}=Fs$得拉力$F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{250\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{m}}=500\ \mathrm{N}$;
3. 机械效率计算:机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{200\ \mathrm{J}}{250\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$;
4. 克服绳重和摩擦的额外功:定滑轮的滑轮位置固定,提升重物时滑轮重力不做功,总额外功全部用于克服绳重和摩擦,即额外功为$50\ \mathrm{J}$。
【答案】
400 N;500;80%;50
【知识点】
有用功与额外功;机械效率;定滑轮特点
【点评】
本题结合定滑轮的实际应用,考查了有用功、总功、机械效率的计算,重点在于明确定滑轮的距离特点和额外功的来源,题目难度适中,需要准确掌握相关公式的应用。
【难度系数】
0.5
4.(2025徐州一模)小张用如图11-5-2所示滑轮把重500 N的货物匀速提到3 m高的二楼,若不计绳重和摩擦,所用的拉力是300 N。此过程中所做的有用功为
1500
J,动滑轮的重力为
100
N,该滑轮的机械效率是
83.3%
(结果精确到0.1%)

答案

4. 1500 100 83.3%

解析

【分析】
要解决本题,需明确有用功、动滑轮重力、机械效率的计算逻辑:
1. 有用功是对货物做的功,公式为$ W_{有用}=Gh $,核心是确定货物的重力和上升高度;
2. 不计绳重和摩擦时,动滑轮的拉力与物重、动滑轮重的关系为$ 2F = G_{物} + G_{动} $,需先明确动滑轮上承担总重的绳子段数;
3. 总功是拉力做的功,$ W_{总}=Fs $,拉力移动距离$ s $与货物上升高度$ h $满足$ s=2h $,机械效率公式为$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} ×100\% $,代入数据即可计算。
【解析】
1. 计算有用功:
已知货物重力$ G=500N $,上升高度$ h=3m $,根据有用功公式:
$ W_{有用}=Gh=500N ×3m=1500J $;
2. 计算动滑轮重力:
不计绳重和摩擦,动滑轮上有2段绳子承担总重,拉力$ F=300N $,由受力关系$ 2F = G_{物} + G_{动} $得:
$ G_{动}=2F - G_{物}=2×300N -500N=100N $;
3. 计算机械效率:
拉力移动的距离$ s=2h=2×3m=6m $,总功$ W_{总}=Fs=300N×6m=1800J $,
机械效率$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{1500J}{1800J}×100\%\approx83.3\% $。
【答案】
1500;100;83.3%
【知识点】
有用功计算;动滑轮重力计算;机械效率计算
【点评】
本题结合特殊动滑轮的使用场景,考查基础力学计算,关键是确定动滑轮的绳子段数,属于常规题型,需熟练掌握相关公式。
【难度系数】
0.5
5. 如图11-5-3所示,在50 N的水平拉力F作用下,重200 N的物体沿水平地面向左匀速直线运动了2 m,物体与地面间的滑动摩擦力为120 N,该物体克服摩擦力做功是
240
J,拉力F做功为
300
J,滑轮组的机械效率为
80%
。

答案

5. 240 300 80%

解析

【分析】
解决本题需明确水平滑轮组的相关计算:首先,物体克服摩擦力做的功是有用功,直接利用摩擦力和物体移动距离计算;其次,要确定动滑轮上的绳子段数,以此算出拉力移动的距离,再计算拉力做的总功;最后根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率。
【解析】
1. 物体克服摩擦力做功(有用功):
已知滑动摩擦力$ f=120\ \mathrm{N} $,物体移动距离$ s_{\mathrm{物}}=2\ \mathrm{m} $,根据公式$ W_{\mathrm{有}}=f · s_{\mathrm{物}} $,代入得:
$ W_{\mathrm{有}}=120\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m}=240\ \mathrm{J} $。
2. 拉力做的总功:
由图可知,水平滑轮组中动滑轮上有$ 3 $段绳子承担摩擦力,即$ n=3 $,因此拉力移动的距离$ s_{F}=n · s_{\mathrm{物}}=3 × 2\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{m} $。
根据总功公式$ W_{\mathrm{总}}=F · s_{F} $,代入$ F=50\ \mathrm{N} $得:
$ W_{\mathrm{总}}=50\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m}=300\ \mathrm{J} $。
3. 滑轮组的机械效率:
根据机械效率公式$ \eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% $,代入数据得:
$ \eta=\frac{240\ \mathrm{J}}{300\ \mathrm{J}} × 100\%=80\% $。
【答案】
240;300;80%
【知识点】
功的计算;滑轮组机械效率;水平滑轮组
【点评】
本题考查水平滑轮组的功与机械效率计算,核心是区分水平滑轮组的有用功(克服摩擦力做功)和总功(拉力做功),关键是确定动滑轮上的绳子段数,属于基础应用类题目,需注意与竖直滑轮组的区别。
【难度系数】
0.6
6.(2024盐城亭湖区校级模拟)景区设计的盘山公路可以省
力
,但不可以省
功
。
一辆总重为$1× 10^{5}\ \mathrm{N}$的汽车经过某一长为200 m的路段时,竖直高度上升了20 m,如果汽车的牵引力恒为$2.5× 10^{4}\ \mathrm{N}$,此过程中盘山公路的机械效率为
40%
。

答案

6. 力 功 40%

解析

【分析】
本题分为两部分,第一部分考查斜面的特点,盘山公路属于斜面模型,需结合功的原理分析;第二部分考查斜面机械效率的计算,需明确有用功、总功的计算公式,再代入数值求解。
【解析】
1. 盘山公路是斜面,根据功的原理:使用任何机械都不省功,斜面的特点是省力但费距离,因此盘山公路可以省力,但不可以省功。
2. 计算机械效率:
有用功是克服汽车重力做的功:$W_{有}=Gh=1×10^{5}\ \mathrm{N}×20\ \mathrm{m}=2×10^{6}\ \mathrm{J}$
总功是牵引力做的功:$W_{总}=Fs=2.5×10^{4}\ \mathrm{N}×200\ \mathrm{m}=5×10^{6}\ \mathrm{J}$
机械效率:$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{2×10^{6}\ \mathrm{J}}{5×10^{6}\ \mathrm{J}}×100\%=40\%$
【答案】
力 功 40%
【知识点】
斜面的特点、机械效率的计算
【点评】
本题结合生活实例考查物理基础知识,难度较低,关键是掌握功的原理和机械效率的计算方法,区分有用功与总功。
【难度系数】
0.6
7. 如图11-5-4所示是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比,甲机械的(
B
)

图11-5-4

A.总功较小
B.有用功较大
C.额外功较小
D.机械效率较高

答案

7. B

解析

【分析】
要判断甲、乙机械的相关物理量大小,需先明确总功、有用功、额外功的关系(总功=有用功+额外功)及机械效率公式(η=有用功/总功)。先根据甲、乙的额外功占比和具体数值,分别计算两者的总功、有用功、额外功和机械效率,再对比各选项得出结论。
【解析】
1. 计算甲机械的相关量:
甲的额外功为900J,占总功的30%,则甲的总功:
$ W_{总甲} = \frac{W_{额外甲}}{30\%} = \frac{900J}{0.3} = 3000J $
甲的有用功:
$ W_{有用甲} = W_{总甲} - W_{额外甲} = 3000J - 900J = 2100J $
甲的机械效率:$ η_甲 = 70\% $
2. 计算乙机械的相关量:
乙的有用功为1500J,占总功的75%,则乙的总功:
$ W_{总乙} = \frac{W_{有用乙}}{75\%} = \frac{1500J}{0.75} = 2000J $
乙的额外功:
$ W_{额外乙} = W_{总乙} - W_{有用乙} = 2000J - 1500J = 500J $
乙的机械效率:$ η_乙 = 75\% $
3. 对比选项:
A. 总功:$ W_{总甲}=3000J > W_{总乙}=2000J $,A错误;
B. 有用功:$ W_{有用甲}=2100J > W_{有用乙}=1500J $,B正确;
C. 额外功:$ W_{额外甲}=900J > W_{额外乙}=500J $,C错误;
D. 机械效率:$ η_甲=70\% < η_乙=75\% $,D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械效率,有用功与总功的关系
【点评】
本题考查机械效率的基础计算,核心是掌握总功、有用功、额外功的关系及机械效率公式,通过计算对比各物理量即可得出答案,属于常规基础题,需注意计算时的数值对应关系。
【难度系数】
0.6
8. 如图11-5-5所示,小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面。用甲滑轮所做的总功为$W_1$,机械效率为$\eta_1$;用乙滑轮所做的总功为$W_2$,机械效率为$\eta_2$。不计绳重与摩擦,则(
A
)

A.$W_1 < W_2, \eta_1 > \eta_2$
B.$W_1 < W_2, \eta_1 < \eta_2$
C.$W_1 > W_2, \eta_1 > \eta_2$
D.$W_1 > W_2, \eta_1 < \eta_2$

答案

8. A

解析

【分析】
要解决这道题,需先判断甲、乙滑轮的类型,再明确有用功、额外功、总功的关系,最后结合机械效率公式比较大小:
1. 识别滑轮:甲是定滑轮,乙是动滑轮;
2. 确定有用功:同一桶沙提升相同高度,有用功$W_{有}=G_{沙}h$,两者的有用功相等;
3. 分析总功:不计绳重与摩擦,定滑轮无额外功,总功等于有用功;动滑轮需克服动滑轮重力做额外功,总功为有用功加额外功,据此比较总功大小;
4. 比较机械效率:机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$,有用功相同时,总功越小,机械效率越高。
【解析】
1. 滑轮类型判断:甲为定滑轮,乙为动滑轮;
2. 有用功分析:将同一桶沙从一楼提到二楼,提升高度$h$相同,沙的重力$G_{沙}$不变,因此有用功$W_{有}=G_{沙}h$,故$W_{有1}=W_{有2}$;
3. 总功分析:不计绳重与摩擦,使用定滑轮时,额外功为0,总功$W_1=W_{有1}$;使用动滑轮时,需克服动滑轮重力做额外功,总功$W_2=W_{有2}+W_{额}$($W_{额}$为提升动滑轮的额外功),因此$W_1 < W_2$;
4. 机械效率分析:根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$,因$W_{有1}=W_{有2}$,且$W_1 < W_2$,所以$\eta_1=\frac{W_{有1}}{W_1} > \eta_2=\frac{W_{有2}}{W_2}$。
综上,$W_1 < W_2$,$\eta_1 > \eta_2$,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
定滑轮、动滑轮、机械效率
【点评】
本题考查定滑轮与动滑轮的特点及机械效率的比较,核心是区分两种滑轮的额外功来源,理解总功、有用功、额外功的关系,属于基础题型,需熟练掌握相关概念。
【难度系数】
0.3