1. 利用机械做功时,对人们有用的功叫
有用
功,记为$W_{\mathrm{有用}}$
。动力对机械所做的功叫总
功,记为$W_{\mathrm{总}}$
。并非我们所需要的,但又不得不做的功叫额外
功,记为$W_{\mathrm{额外}}$
。答案
1. 有用 $W_{\mathrm{有用}}$ 总 $W_{\mathrm{总}}$ 额外 $W_{\mathrm{额外}}$
解析
【分析】本题考查机械做功时三种功的基本概念,解题思路是准确回忆有用功、总功、额外功的定义及对应的物理符号,直接对应题目中的空进行填写,属于基础识记类题目。
【解析】根据机械功的相关定义:对人们有用的功称为有用功,符号为$W_{\mathrm{有用}}$;动力对机械所做的功称为总功,符号为$W_{\mathrm{总}}$;并非需要但不得不做的功称为额外功,符号为$W_{\mathrm{额外}}$,依次对应填空即可。
【答案】有用 $W_{\mathrm{有用}}$ 总 $W_{\mathrm{总}}$ 额外 $W_{\mathrm{额外}}$
【知识点】有用功、总功、额外功
【点评】本题为基础概念识记题,考查对机械做功中三种功的定义及符号的掌握,难度较低,准确记忆教材相关内容即可正确解答。
【难度系数】0.9
【解析】根据机械功的相关定义:对人们有用的功称为有用功,符号为$W_{\mathrm{有用}}$;动力对机械所做的功称为总功,符号为$W_{\mathrm{总}}$;并非需要但不得不做的功称为额外功,符号为$W_{\mathrm{额外}}$,依次对应填空即可。
【答案】有用 $W_{\mathrm{有用}}$ 总 $W_{\mathrm{总}}$ 额外 $W_{\mathrm{额外}}$
【知识点】有用功、总功、额外功
【点评】本题为基础概念识记题,考查对机械做功中三种功的定义及符号的掌握,难度较低,准确记忆教材相关内容即可正确解答。
【难度系数】0.9
2. 总功($W_{\mathrm{总}}$)、有用功($W_{\mathrm{有用}}$)和额外功($W_{\mathrm{额外}}$)之间的关系是
$W_{\mathrm{有用}}+W_{\mathrm{额外}}=W_{\mathrm{总}}$
。答案
2. $W_{\mathrm{有用}}+W_{\mathrm{额外}}=W_{\mathrm{总}}$
解析
【分析】
首先明确三个功的定义:总功是动力对机械做的功,有用功是对人们有用的、必须做的功,额外功是不需要但不得不做的功。总功是有用功与额外功的总和,因此三者的关系为总功等于有用功加额外功。
【解析】
根据总功、有用功、额外功的物理意义,总功是完成任务时总共消耗的功,等于对人们有用的功(有用功)加上额外消耗的功(额外功),因此三者的关系式为$W_{\mathrm{有用}}+W_{\mathrm{额外}}=W_{\mathrm{总}}$。
【答案】
$W_{\mathrm{有用}}+W_{\mathrm{额外}}=W_{\mathrm{总}}$
【知识点】
有用功、额外功、总功;机械效率
【点评】
本题为基础概念题,考察对有用功、额外功与总功三者关系的理解,是学习机械效率的基础知识点,需准确记忆,难度较低,属于易得分题。
【难度系数】
0.9
首先明确三个功的定义:总功是动力对机械做的功,有用功是对人们有用的、必须做的功,额外功是不需要但不得不做的功。总功是有用功与额外功的总和,因此三者的关系为总功等于有用功加额外功。
【解析】
根据总功、有用功、额外功的物理意义,总功是完成任务时总共消耗的功,等于对人们有用的功(有用功)加上额外消耗的功(额外功),因此三者的关系式为$W_{\mathrm{有用}}+W_{\mathrm{额外}}=W_{\mathrm{总}}$。
【答案】
$W_{\mathrm{有用}}+W_{\mathrm{额外}}=W_{\mathrm{总}}$
【知识点】
有用功、额外功、总功;机械效率
【点评】
本题为基础概念题,考察对有用功、额外功与总功三者关系的理解,是学习机械效率的基础知识点,需准确记忆,难度较低,属于易得分题。
【难度系数】
0.9
3. 物理学中,将
有用功与总功的比
叫作机械效率。答案
3. 有用功与总功的比
解析
【分析】本题考查机械效率的基本概念,解题时需回忆物理学中机械效率的定义,明确其核心是有用功与总功的比值,据此完成填空。
【解析】根据物理学的定义,机械效率是指有用功跟总功的比值,因此横线处应填写“有用功与总功的比”。
【答案】有用功与总功的比
【知识点】机械效率的定义
【点评】本题属于物理基础概念识记题,难度较低,主要考查学生对机械效率核心定义的掌握情况。
【难度系数】0.9
【解析】根据物理学的定义,机械效率是指有用功跟总功的比值,因此横线处应填写“有用功与总功的比”。
【答案】有用功与总功的比
【知识点】机械效率的定义
【点评】本题属于物理基础概念识记题,难度较低,主要考查学生对机械效率核心定义的掌握情况。
【难度系数】0.9
4. 机械效率的计算公式:机械效率=
$\dfrac{有用功}{总功}×100\%$
;用符号表示:η=$\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$
。对于实际机械,由于额外
功的存在,机械的机械效率总小于
(选填“大于”“等于”或“小于”)100%。答案
4. $\dfrac{有用功}{总功}×100\%$ $\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$ 额外 小于
解析
【分析】
这道题考查机械效率的基础概念,解题时需回忆机械效率的定义、计算公式,以及实际机械中额外功对机械效率的影响。首先,机械效率的定义是有用功与总功的比值,据此填写第一个空;其次,用符号表示公式时,要明确有用功和总功的符号;最后,实际机械中因额外功存在,总功大于有用功,故机械效率总小于100%。
【解析】
1. 根据机械效率的定义,机械效率是有用功与总功的比值,因此计算公式为:机械效率=$\dfrac{有用功}{总功}×100\%$;
2. 用符号表示时,有用功记为$W_{\mathrm{有用}}$,总功记为$W_{\mathrm{总}}$,所以公式为:$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$;
3. 实际使用机械时,不可避免要做额外功(如克服机械自重、摩擦做的功),总功等于有用功与额外功之和,因此机械效率总小于100%。
【答案】
$\dfrac{有用功}{总功}×100\%$ $\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$ 额外 小于
【知识点】
机械效率的定义、机械效率计算公式、额外功与机械效率的关系
【点评】
本题是初中物理力学的基础概念题,侧重考查机械效率的核心知识点记忆,难度较低,需准确掌握相关定义、公式及实际机械效率的特点。
【难度系数】
0.8
这道题考查机械效率的基础概念,解题时需回忆机械效率的定义、计算公式,以及实际机械中额外功对机械效率的影响。首先,机械效率的定义是有用功与总功的比值,据此填写第一个空;其次,用符号表示公式时,要明确有用功和总功的符号;最后,实际机械中因额外功存在,总功大于有用功,故机械效率总小于100%。
【解析】
1. 根据机械效率的定义,机械效率是有用功与总功的比值,因此计算公式为:机械效率=$\dfrac{有用功}{总功}×100\%$;
2. 用符号表示时,有用功记为$W_{\mathrm{有用}}$,总功记为$W_{\mathrm{总}}$,所以公式为:$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$;
3. 实际使用机械时,不可避免要做额外功(如克服机械自重、摩擦做的功),总功等于有用功与额外功之和,因此机械效率总小于100%。
【答案】
$\dfrac{有用功}{总功}×100\%$ $\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$ 额外 小于
【知识点】
机械效率的定义、机械效率计算公式、额外功与机械效率的关系
【点评】
本题是初中物理力学的基础概念题,侧重考查机械效率的核心知识点记忆,难度较低,需准确掌握相关定义、公式及实际机械效率的特点。
【难度系数】
0.8
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,小阳克服自身重力做的功是额外
功,一共做的功是总
功。(均选填“有用”“额外”或“总”)答案
1. 有用 额外 总
解析
【分析】首先明确三种功的定义:有用功是为达到做功目的必须做的功;额外功是完成目的时不需要但又不得不做的功;总功是有用功与额外功的总和。本题中,小阳的目的是将水从一楼提到三楼,据此判断各功的类型。
【解析】小阳的目的是提水,因此对水做的功是有用功;提水过程中,必须克服自身重力做功,这是不需要但不得不做的,属于额外功;总功是有用功与额外功的总和,所以一共做的功是总功。
【答案】有用 额外 总
【知识点】有用功、额外功、总功
【点评】本题考查有用功、额外功、总功的基本概念,属于基础概念类题目,只需掌握三种功的定义即可正确解答。
【难度系数】0.8
【解析】小阳的目的是提水,因此对水做的功是有用功;提水过程中,必须克服自身重力做功,这是不需要但不得不做的,属于额外功;总功是有用功与额外功的总和,所以一共做的功是总功。
【答案】有用 额外 总
【知识点】有用功、额外功、总功
【点评】本题考查有用功、额外功、总功的基本概念,属于基础概念类题目,只需掌握三种功的定义即可正确解答。
【难度系数】0.8
2. 甲吊车比乙吊车的机械效率高,当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时,与乙吊车相比,甲吊车做的有用功
相同
,总功较少
。(均选填“较多”“较少”或“相同”)答案
2. 相同 较少
解析
【分析】要解决这道题,需先明确有用功、总功的计算方法,以及机械效率与总功、有用功的关系。首先,有用功是对物体做的功,由物体重力和提升高度决定;总功可通过机械效率公式变形推导,结合已知的机械效率高低判断总功大小。
【解析】1. 分析有用功:物体质量相同,根据重力公式$G=mg$,可知甲、乙吊车提升物体的重力$G$相同;又因为提升高度$h$相同,有用功公式为$W_{有用}=Gh$,所以甲、乙做的有用功$W_{有用甲}=W_{有用乙}$,即有用功相同。2. 分析总功:机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$,变形可得$W_{总}=\frac{W_{有用}}{\eta}$。已知甲的机械效率$\eta_{甲}>\eta_{乙}$,且有用功$W_{有用}$相同,所以$W_{总甲}=\frac{W_{有用}}{\eta_{甲}} < W_{总乙}=\frac{W_{有用}}{\eta_{乙}}$,即甲做的总功较少。
【答案】相同 较少
【知识点】机械效率、有用功、总功
【点评】本题考查机械效率相关概念的基础应用,核心是区分有用功的决定因素,以及总功与机械效率的关系,属于常规基础题,难度较低。
【难度系数】0.6
【解析】1. 分析有用功:物体质量相同,根据重力公式$G=mg$,可知甲、乙吊车提升物体的重力$G$相同;又因为提升高度$h$相同,有用功公式为$W_{有用}=Gh$,所以甲、乙做的有用功$W_{有用甲}=W_{有用乙}$,即有用功相同。2. 分析总功:机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$,变形可得$W_{总}=\frac{W_{有用}}{\eta}$。已知甲的机械效率$\eta_{甲}>\eta_{乙}$,且有用功$W_{有用}$相同,所以$W_{总甲}=\frac{W_{有用}}{\eta_{甲}} < W_{总乙}=\frac{W_{有用}}{\eta_{乙}}$,即甲做的总功较少。
【答案】相同 较少
【知识点】机械效率、有用功、总功
【点评】本题考查机械效率相关概念的基础应用,核心是区分有用功的决定因素,以及总功与机械效率的关系,属于常规基础题,难度较低。
【难度系数】0.6
3. 如图所示中的剪刀剪纸时的机械效率为80%,这表示(

A.若作用在剪刀上的动力做功1 J,则有0.2 J的功用于剪纸
B.若作用在剪刀上的动力做功1 J,则有0.8 J的功用于剪纸
C.若作用在剪刀上的动力做功1 J,则有1 J的功用于剪纸
D.若作用在剪刀上的动力做功1 J,则有0.8 J的功用于克服额外阻力
B
)A.若作用在剪刀上的动力做功1 J,则有0.2 J的功用于剪纸
B.若作用在剪刀上的动力做功1 J,则有0.8 J的功用于剪纸
C.若作用在剪刀上的动力做功1 J,则有1 J的功用于剪纸
D.若作用在剪刀上的动力做功1 J,则有0.8 J的功用于克服额外阻力
答案
3. B
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$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$。本题中,剪刀剪纸时,动力做的功是总功,用于剪纸的功是有用功,额外功是克服摩擦等消耗的功。已知机械效率为80%,结合总功(动力做功)的数值,可通过公式计算有用功,进而判断选项。
【解析】根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$,变形得$W_{有用}=\eta× W_{总}$。已知$\eta=80\%=0.8$,若总功(动力做功)$W_{总}=1\ \mathrm{J}$,则用于剪纸的有用功$W_{有用}=0.8×1\ \mathrm{J}=0.8\ \mathrm{J}$。分析选项:A选项中0.2J用于剪纸,错误;B选项中0.8J用于剪纸,符合计算结果,正确;C选项中1J是总功,不是有用功,错误;D选项中0.8J是有用功,不是额外功,错误。
【答案】B
【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,核心是区分总功、有用功和额外功,属于概念应用类基础题,难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$,变形得$W_{有用}=\eta× W_{总}$。已知$\eta=80\%=0.8$,若总功(动力做功)$W_{总}=1\ \mathrm{J}$,则用于剪纸的有用功$W_{有用}=0.8×1\ \mathrm{J}=0.8\ \mathrm{J}$。分析选项:A选项中0.2J用于剪纸,错误;B选项中0.8J用于剪纸,符合计算结果,正确;C选项中1J是总功,不是有用功,错误;D选项中0.8J是有用功,不是额外功,错误。
【答案】B
【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,核心是区分总功、有用功和额外功,属于概念应用类基础题,难度较低。
【难度系数】0.7
4. 如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为18 N的物体缓慢升高0.1 m,拉力大小F=8 N,拉力移动的距离为0.25 m。拉力所做的功为

2
J,有用功为1.8
J,杠杆的机械效率为90
%。答案
4. 2 1.8 90
解析
【分析】
要解决这道题,需明确总功、有用功和机械效率的计算公式:总功是拉力做的功,等于拉力与拉力移动距离的乘积;有用功是克服物体重力做的功,等于物体重力与物体升高高度的乘积;机械效率为有用功与总功的比值,再转化为百分比。代入对应数值计算即可。
【解析】
1. 计算拉力做的总功:根据总功公式 $ W_{总} = Fs $,已知拉力 $ F = 8\ \mathrm{N} $,拉力移动距离 $ s = 0.25\ \mathrm{m} $,代入得 $ W_{总} = 8\ \mathrm{N} × 0.25\ \mathrm{m} = 2\ \mathrm{J} $。
2. 计算有用功:根据有用功公式 $ W_{有用} = Gh $,已知物体重力 $ G = 18\ \mathrm{N} $,物体升高高度 $ h = 0.1\ \mathrm{m} $,代入得 $ W_{有用} = 18\ \mathrm{N} × 0.1\ \mathrm{m} = 1.8\ \mathrm{J} $。
3. 计算杠杆的机械效率:根据机械效率公式 $ \eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% $,代入得 $ \eta = \frac{1.8\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{J}} × 100\% = 90\% $。
【答案】
2;1.8;90
【知识点】
功的计算;有用功与总功;机械效率
【点评】
本题考查杠杆机械效率的基础计算,直接套用对应公式即可求解,属于基础题型,侧重对基本公式的应用能力考查。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需明确总功、有用功和机械效率的计算公式:总功是拉力做的功,等于拉力与拉力移动距离的乘积;有用功是克服物体重力做的功,等于物体重力与物体升高高度的乘积;机械效率为有用功与总功的比值,再转化为百分比。代入对应数值计算即可。
【解析】
1. 计算拉力做的总功:根据总功公式 $ W_{总} = Fs $,已知拉力 $ F = 8\ \mathrm{N} $,拉力移动距离 $ s = 0.25\ \mathrm{m} $,代入得 $ W_{总} = 8\ \mathrm{N} × 0.25\ \mathrm{m} = 2\ \mathrm{J} $。
2. 计算有用功:根据有用功公式 $ W_{有用} = Gh $,已知物体重力 $ G = 18\ \mathrm{N} $,物体升高高度 $ h = 0.1\ \mathrm{m} $,代入得 $ W_{有用} = 18\ \mathrm{N} × 0.1\ \mathrm{m} = 1.8\ \mathrm{J} $。
3. 计算杠杆的机械效率:根据机械效率公式 $ \eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% $,代入得 $ \eta = \frac{1.8\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{J}} × 100\% = 90\% $。
【答案】
2;1.8;90
【知识点】
功的计算;有用功与总功;机械效率
【点评】
本题考查杠杆机械效率的基础计算,直接套用对应公式即可求解,属于基础题型,侧重对基本公式的应用能力考查。
【难度系数】
0.8
5. 如图所示,小明用100 N竖直向上的力F将重为150 N的物体在5 s内匀速提升1 m。在此过程中,力F做功的功率为

40
W,滑轮的机械效率为75%
。答案
5. 40 75%
解析
【分析】
本题是动滑轮相关的功、功率、机械效率计算问题,解题思路为:先确定动滑轮上承担物重的绳子段数,得到绳子自由端移动的距离;再分别计算拉力做的总功、有用功,结合时间求出功率,最后根据机械效率公式计算滑轮的机械效率,核心是明确动滑轮的特点及各功的含义。
【解析】
1. 确定绳子自由端移动的距离:由图可知,动滑轮上有2段绳子承担物重($n=2$),物体提升高度$h=1m$,因此绳子自由端移动的距离$s=nh=2×1m=2m$。
2. 计算拉力做的总功:$W_{总}=F×s=100N×2m=200J$。
3. 计算拉力做功的功率:根据功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$,代入数据得$P=\frac{200J}{5s}=40W$。
4. 计算有用功:提升物体做的有用功$W_{有}=G×h=150N×1m=150J$。
5. 计算滑轮的机械效率:根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$,代入数据得$\eta=\frac{150J}{200J}×100\%=75\%$。
【答案】
40;75%
【知识点】
动滑轮应用;功与功率计算;机械效率计算
【点评】
本题考查动滑轮基础计算,关键是判断绳子段数、区分有用功与总功,属于力学基础题型,需掌握相关公式的应用。
【难度系数】
0.5
本题是动滑轮相关的功、功率、机械效率计算问题,解题思路为:先确定动滑轮上承担物重的绳子段数,得到绳子自由端移动的距离;再分别计算拉力做的总功、有用功,结合时间求出功率,最后根据机械效率公式计算滑轮的机械效率,核心是明确动滑轮的特点及各功的含义。
【解析】
1. 确定绳子自由端移动的距离:由图可知,动滑轮上有2段绳子承担物重($n=2$),物体提升高度$h=1m$,因此绳子自由端移动的距离$s=nh=2×1m=2m$。
2. 计算拉力做的总功:$W_{总}=F×s=100N×2m=200J$。
3. 计算拉力做功的功率:根据功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$,代入数据得$P=\frac{200J}{5s}=40W$。
4. 计算有用功:提升物体做的有用功$W_{有}=G×h=150N×1m=150J$。
5. 计算滑轮的机械效率:根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$,代入数据得$\eta=\frac{150J}{200J}×100\%=75\%$。
【答案】
40;75%
【知识点】
动滑轮应用;功与功率计算;机械效率计算
【点评】
本题考查动滑轮基础计算,关键是判断绳子段数、区分有用功与总功,属于力学基础题型,需掌握相关公式的应用。
【难度系数】
0.5
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