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1. 利用机械做功时,对人们有用的功叫
有用
功,记为$W_{有用}$
.利用机械做功时,并非我们所需要的,但又不得不做的功叫额外
功,记为$W_{额外}$
.利用机械做功时,动力对机械所做的功叫总
功,记为$W_{总}$
.答案
1. 对人们有用的功叫有用功，记为$W_{有用}$；并非我们需要但又不得不做的功叫额外功，记为$W_{额外}$；动力对机械做的功叫总功，记为$W_{总}$。
解析
【分析】
这道题是机械做功相关的基础概念填空题，解题核心是准确回忆教材中对三类功的定义和对应符号的规定：首先从做功的目的出发，使用机械想要达成目标所做的对人有用的功就是有用功；使用机械过程中不可避免要克服机械自重、部件摩擦等做的、不是我们需要却不得不做的功就是额外功；我们施加的动力作用在机械上，动力做的全部功就是总功，对应各自的规定符号直接填入空缺即可。
【解析】
根据机械做功的相关基础定义逐一对应填空：
1. 利用机械做功时，符合人们做功目的、对人们有利用价值的功叫做有用功，物理中规定记为$W_{有用}$；
2. 利用机械做功时，对完成目标没有帮助，但为了正常使用机械又无法避免、不得不做的功叫做额外功，规定记为$W_{额外}$；
3. 驱动机械运转的动力对机械所做的全部功叫做总功，总功是有用功和额外功的总和，规定记为$W_{总}$。
【答案】
有用；$W_{有用}$；额外；$W_{额外}$；总；$W_{总}$
【知识点】
有用功定义，额外功定义，总功定义
【点评】
本题属于机械效率章节的入门基础概念题，仅考察学生对三类功的定义和对应符号的识记掌握情况，是后续学习机械效率计算的必备前置基础，学生只要准确识记教材基础概念即可轻松得分。
【难度系数】
0.9
这道题是机械做功相关的基础概念填空题，解题核心是准确回忆教材中对三类功的定义和对应符号的规定：首先从做功的目的出发，使用机械想要达成目标所做的对人有用的功就是有用功；使用机械过程中不可避免要克服机械自重、部件摩擦等做的、不是我们需要却不得不做的功就是额外功；我们施加的动力作用在机械上，动力做的全部功就是总功，对应各自的规定符号直接填入空缺即可。
【解析】
根据机械做功的相关基础定义逐一对应填空：
1. 利用机械做功时，符合人们做功目的、对人们有利用价值的功叫做有用功，物理中规定记为$W_{有用}$；
2. 利用机械做功时，对完成目标没有帮助，但为了正常使用机械又无法避免、不得不做的功叫做额外功，规定记为$W_{额外}$；
3. 驱动机械运转的动力对机械所做的全部功叫做总功，总功是有用功和额外功的总和，规定记为$W_{总}$。
【答案】
有用；$W_{有用}$；额外；$W_{额外}$；总；$W_{总}$
【知识点】
有用功定义，额外功定义，总功定义
【点评】
本题属于机械效率章节的入门基础概念题，仅考察学生对三类功的定义和对应符号的识记掌握情况，是后续学习机械效率计算的必备前置基础，学生只要准确识记教材基础概念即可轻松得分。
【难度系数】
0.9
2. 总功$W_{总}$、有用功$W_{有用}$、额外功$W_{额外}$之间的关系是
$W_总=W_{有用}+W_{额外}$
.物理学中，将有用功与总功的比值
叫作机械效率.答案
2. $W_总=W_{有用}+W_{额外}$，物理学中将有用功与总功的比值叫作机械效率。
解析
【分析】
这是一道基础概念识记题，解题时首先回忆使用机械做功时三类功的含义：我们施加动力对机械做的全部功是总功，其中对目标任务有用的部分是有用功，克服机械摩擦、自重等做的不需要但必须做的功是额外功，自然就能推导得到三者的数量关系；再直接回忆课本中机械效率的标准定义，即可完成两处填空。
【解析】
1. 推导三类功的关系：使用机械做功的过程中，动力做的总功会被分为两部分，一部分是实现做功目的所需的有用功，另一部分是不可避免产生的额外功，因此总功等于有用功与额外功之和，即$W_总=W_{有用}+W_{额外}$。
2. 回忆机械效率的定义：为了衡量机械对总功的有效利用程度，物理学中将有用功与总功的比值定义为机械效率。
【答案】
$W_总=W_{有用}+W_{额外}$；有用功与总功的比值
【知识点】
功的分类关系；机械效率定义
【点评】
本题属于机械效率章节的入门基础题，完全围绕课本核心概念设置，主要考察学生对三类功的关联关系、机械效率基本定义的识记掌握情况，没有设置任何变形陷阱，只要牢记课本基础内容就可以轻松得分，是后续学习机械效率相关计算的必备基础考点。
【难度系数】
0.9
这是一道基础概念识记题，解题时首先回忆使用机械做功时三类功的含义：我们施加动力对机械做的全部功是总功，其中对目标任务有用的部分是有用功，克服机械摩擦、自重等做的不需要但必须做的功是额外功，自然就能推导得到三者的数量关系；再直接回忆课本中机械效率的标准定义，即可完成两处填空。
【解析】
1. 推导三类功的关系：使用机械做功的过程中，动力做的总功会被分为两部分，一部分是实现做功目的所需的有用功，另一部分是不可避免产生的额外功，因此总功等于有用功与额外功之和，即$W_总=W_{有用}+W_{额外}$。
2. 回忆机械效率的定义：为了衡量机械对总功的有效利用程度，物理学中将有用功与总功的比值定义为机械效率。
【答案】
$W_总=W_{有用}+W_{额外}$；有用功与总功的比值
【知识点】
功的分类关系；机械效率定义
【点评】
本题属于机械效率章节的入门基础题，完全围绕课本核心概念设置，主要考察学生对三类功的关联关系、机械效率基本定义的识记掌握情况，没有设置任何变形陷阱，只要牢记课本基础内容就可以轻松得分，是后续学习机械效率相关计算的必备基础考点。
【难度系数】
0.9
3. 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:$\eta =$$\dfrac{W_{有用}}{W_{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
3. 机械效率=$\dfrac{有用功}{总功}×100\%$，符号表示为$\eta=\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$，实际机械由于额外功的存在，机械效率总小于100%。
解析
【分析】
这道题是围绕机械效率的基础概念展开的，我们可以顺着定义推导的思路来解题：首先回忆机械效率的物理意义，它是用来表征机械对总功利用程度的物理量，自然是有用功占总功的比例，由此就能写出文字版的计算公式，再代入对应的物理量符号就能得到符号表达式；接下来结合实际使用机械的场景思考，我们使用机械时除了做需要的有用功，还不可避免要做克服摩擦、机械自重的无用功，也就是额外功，这就导致有用功的大小永远小于总功，对应的比值自然就达不到100%。
【解析】
1. 根据机械效率的定义，机械效率的本质是有用功在总功中所占的百分比，因此文字公式为：机械效率$=\dfrac{有用功}{总功}×100\%$；
2. 物理中通常用$\eta$表示机械效率，$W_{有用}$表示有用功，$W_{总}$表示总功，代入文字公式可得符号表达式：$\eta=\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$；
3. 对于实际机械，使用过程中不可避免要克服机械自身重力、部件间的摩擦力等做不需要但不得不做的功，也就是额外功，总功等于有用功与额外功之和，因此有用功始终小于总功，机械的机械效率总小于100%。
【答案】
$\dfrac{有用功}{总功}×100\%$；$\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$；额外；小于
【知识点】
机械效率定义；机械效率公式；额外功概念
【点评】
本题属于机械效率章节的入门基础题，重点考察对核心概念的识记与理解，明确实际机械必然存在额外功、机械效率永远小于1是后续各类机械效率计算的核心前提，需要准确记忆相关概念，避免出现“机械效率可以达到100%”这类认知误区。
【难度系数】
0.9
这道题是围绕机械效率的基础概念展开的，我们可以顺着定义推导的思路来解题：首先回忆机械效率的物理意义，它是用来表征机械对总功利用程度的物理量，自然是有用功占总功的比例，由此就能写出文字版的计算公式，再代入对应的物理量符号就能得到符号表达式；接下来结合实际使用机械的场景思考，我们使用机械时除了做需要的有用功，还不可避免要做克服摩擦、机械自重的无用功，也就是额外功，这就导致有用功的大小永远小于总功，对应的比值自然就达不到100%。
【解析】
1. 根据机械效率的定义，机械效率的本质是有用功在总功中所占的百分比，因此文字公式为：机械效率$=\dfrac{有用功}{总功}×100\%$；
2. 物理中通常用$\eta$表示机械效率，$W_{有用}$表示有用功，$W_{总}$表示总功，代入文字公式可得符号表达式：$\eta=\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$；
3. 对于实际机械，使用过程中不可避免要克服机械自身重力、部件间的摩擦力等做不需要但不得不做的功，也就是额外功，总功等于有用功与额外功之和，因此有用功始终小于总功，机械的机械效率总小于100%。
【答案】
$\dfrac{有用功}{总功}×100\%$；$\dfrac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%$；额外；小于
【知识点】
机械效率定义；机械效率公式；额外功概念
【点评】
本题属于机械效率章节的入门基础题，重点考察对核心概念的识记与理解，明确实际机械必然存在额外功、机械效率永远小于1是后续各类机械效率计算的核心前提，需要准确记忆相关概念，避免出现“机械效率可以达到100%”这类认知误区。
【难度系数】
0.9
4. 斜面是一种
省力
的简单机械. 省力的机械费 距离
,省距离的机械费 力
,即使用任何机械都不省 功
.答案
4. 斜面是一种省力的简单机械，省力的机械费距离，省距离的机械费力，使用任何机械都不省功。
解析
【分析】
这道题围绕简单机械的特性和功的原理展开，解题时首先回忆斜面的实际应用和作用：生活里的盘山公路、螺丝钉螺纹都是斜面的应用，使用斜面提升物体时比直接竖直抬升物体更省力，由此确定第一个空的答案。接下来结合机械的力和距离的对应规律思考：不可能同时做到省力又省距离，省力就必然要多走移动的路径，反过来想要少移动距离就需要用更大的力，最后对应功的原理的核心结论，就能顺次填出所有空缺内容。
【解析】
1. 第一空：斜面的设计通过延长物体移动的路径长度，来减小提升重物时需要施加的力，因此属于省力的简单机械。
2. 第二空：根据机械的力与距离的制衡关系，省力的机械无法同时省距离，因此省力的机械会费距离。
3. 第三空：同理，省距离的机械无法同时省力，因此省距离的机械会费力。
4. 第四空：这是功的原理的明确结论，大量实验验证使用任何机械都不省功。
【答案】
省力；距离；力；功
【知识点】
斜面的特点；功的原理
【点评】
本题属于机械功章节的基础概念考题，考点完全来自课本核心概念，只要牢记简单机械的特性和功的原理的内容，理清省力和费距离、省距离和费力的对应关系，就可以轻松完成作答，属于基础送分类题型。
【难度系数】
0.9
这道题围绕简单机械的特性和功的原理展开，解题时首先回忆斜面的实际应用和作用：生活里的盘山公路、螺丝钉螺纹都是斜面的应用，使用斜面提升物体时比直接竖直抬升物体更省力，由此确定第一个空的答案。接下来结合机械的力和距离的对应规律思考：不可能同时做到省力又省距离，省力就必然要多走移动的路径，反过来想要少移动距离就需要用更大的力，最后对应功的原理的核心结论，就能顺次填出所有空缺内容。
【解析】
1. 第一空：斜面的设计通过延长物体移动的路径长度，来减小提升重物时需要施加的力，因此属于省力的简单机械。
2. 第二空：根据机械的力与距离的制衡关系，省力的机械无法同时省距离，因此省力的机械会费距离。
3. 第三空：同理，省距离的机械无法同时省力，因此省距离的机械会费力。
4. 第四空：这是功的原理的明确结论，大量实验验证使用任何机械都不省功。
【答案】
省力；距离；力；功
【知识点】
斜面的特点；功的原理
【点评】
本题属于机械功章节的基础概念考题，考点完全来自课本核心概念，只要牢记简单机械的特性和功的原理的内容，理清省力和费距离、省距离和费力的对应关系，就可以轻松完成作答，属于基础送分类题型。
【难度系数】
0.9
1. 值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼.在此过程中，关于做功的说法正确的是 （
A.对桶做的功是有用功
B.对水做的功是有用功
C.对水做的功是额外功
D.克服自身重力做的功是总功
B
）A.对桶做的功是有用功
B.对水做的功是有用功
C.对水做的功是额外功
D.克服自身重力做的功是总功
答案
1. B 解析:小阳将一桶水从一楼提到二楼,目的是提水,对水做的功为有用功;克服桶和自身重力做的功为额外功,有用功加上额外功等于总功.
解析
【分析】
拿到这类功的分类辨析题，首先要抓住核心判断依据：整个做功过程的最终目的是什么，以此区分有用功、额外功、总功。首先回忆三类功的定义：为了达成目标必须做的功是有用功，并非我们需要但不得不额外做的功是额外功，人付出的所有动力做的功之和是总功。本题里小阳的任务是把水从一楼提到二楼，先对应场景判断各部分做功的属性，再逐一核对选项就能得到正确结果。
【解析】
我们结合做功目的逐一分析各部分功的属性：
1. 本次做功的核心目的是将水从一楼运到二楼，因此为了达成该目标，对水做的功完全符合我们的需求，属于有用功。
2. 提水过程中，我们不需要特意对桶做功，也不需要刻意把自己提升到二楼，但为了完成提水的目标不得不做这两部分功，因此对桶做的功、克服自身重力做的功都属于额外功。
3. 总功是小阳全程付出的所有功，等于有用功和全部额外功的总和，也就是对水、对桶、克服自身重力做的功的总和。
逐一判断选项：
A选项：对桶做的功是额外功，不是有用功，A错误。
B选项：对水做的功是为了达成提水目的做的功，属于有用功，B正确。
C选项：对水做的功是有用功，不属于额外功，C错误。
D选项：克服自身重力做的功只是额外功的一部分，不是总功，D错误。
综上答案选B。
【答案】
B
【知识点】
有用功 额外功 总功
【点评】
本题是机械功分类的基础概念题，解题核心是紧扣“做功的目的”这个判断标准，避免把附带完成的非目标做功误判为有用功，适合刚接触机械效率相关概念的学生巩固基础概念，区分易混淆的功的类型。
【难度系数】
0.8
拿到这类功的分类辨析题，首先要抓住核心判断依据：整个做功过程的最终目的是什么，以此区分有用功、额外功、总功。首先回忆三类功的定义：为了达成目标必须做的功是有用功，并非我们需要但不得不额外做的功是额外功，人付出的所有动力做的功之和是总功。本题里小阳的任务是把水从一楼提到二楼，先对应场景判断各部分做功的属性，再逐一核对选项就能得到正确结果。
【解析】
我们结合做功目的逐一分析各部分功的属性：
1. 本次做功的核心目的是将水从一楼运到二楼，因此为了达成该目标，对水做的功完全符合我们的需求，属于有用功。
2. 提水过程中，我们不需要特意对桶做功，也不需要刻意把自己提升到二楼，但为了完成提水的目标不得不做这两部分功，因此对桶做的功、克服自身重力做的功都属于额外功。
3. 总功是小阳全程付出的所有功，等于有用功和全部额外功的总和，也就是对水、对桶、克服自身重力做的功的总和。
逐一判断选项：
A选项：对桶做的功是额外功，不是有用功，A错误。
B选项：对水做的功是为了达成提水目的做的功，属于有用功，B正确。
C选项：对水做的功是有用功，不属于额外功，C错误。
D选项：克服自身重力做的功只是额外功的一部分，不是总功，D错误。
综上答案选B。
【答案】
B
【知识点】
有用功 额外功 总功
【点评】
本题是机械功分类的基础概念题，解题核心是紧扣“做功的目的”这个判断标准，避免把附带完成的非目标做功误判为有用功，适合刚接触机械效率相关概念的学生巩固基础概念，区分易混淆的功的类型。
【难度系数】
0.8
2. 下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（
A.越省力的机械，其机械效率越高
B.做功越快的机械，其所做的总功越大
C.所做的有用功越多的机械，其机械效率越高
D.使用机械可以省力或省距离，但不能省功
D
）A.越省力的机械，其机械效率越高
B.做功越快的机械，其所做的总功越大
C.所做的有用功越多的机械，其机械效率越高
D.使用机械可以省力或省距离，但不能省功
答案
2. D 解析:机械效率是指有用功与总功的比值,机械效率的大小与是否省力无关,A错误;功率是表示做功快慢的物理量,所以功率越大的机械,做功越快,但是所做的总功不一定越大,B错误;所做的有用功越多的机械,但总功不确定,其机械效率不一定越高,C错误;使用机械如果省力,就一定费距离,如果省距离,就一定费力,因此任何机械都不省功,D正确.
解析
【分析】
这是一道功、功率、机械效率的基础概念辨析题，解题时首先要明确三个物理量各自的定义、物理意义和决定因素，再逐个对照选项判断正误：首先明确机械效率是有用功和总功的比值，和机械是否省力没有直接关联；功率仅描述做功的快慢，总功的大小由功率和做功时间共同决定；机械效率的大小由有用功、总功两个因素共同决定，不能仅通过有用功的多少判断效率高低；最后结合功的原理的内容，就能快速排除错误选项，选出正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行分析：
1. 针对A选项：机械效率的定义是有用功与总功的比值，其大小和机械是否省力没有必然联系，很多省力的机械因为摩擦等因素额外功占比高，机械效率反而更低，因此A错误。
2. 针对B选项：功率是表示做功快慢的物理量，做功越快说明功率越大，总功的计算公式为W=Pt，总功由功率和做功时间两个因素共同决定，仅知道做功快、功率大，无法确定总功的大小，因此B错误。
3. 针对C选项：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，仅知道有用功更多，总功的大小不确定时，有用功和总功的比值不一定更大，无法判断机械效率更高，因此C错误。
4. 针对D选项：根据功的原理，使用任何机械都不可能省功，省力的机械必然费距离，省距离的机械必然费力，因此使用机械可以省力或者省距离，但绝对不能省功，D正确。
【答案】
D
【知识点】
机械效率，功率，功的原理
【点评】
本题属于基础概念辨析类题目，易错点是同学们容易混淆功、功率、机械效率三个物理量的决定因素，错误认为不同物理量之间存在无依据的关联，解题时只要紧扣每个物理量的定义，明确其大小的全部影响因素，就能快速排除错误选项。
【难度系数】
0.8
这是一道功、功率、机械效率的基础概念辨析题，解题时首先要明确三个物理量各自的定义、物理意义和决定因素，再逐个对照选项判断正误：首先明确机械效率是有用功和总功的比值，和机械是否省力没有直接关联；功率仅描述做功的快慢，总功的大小由功率和做功时间共同决定；机械效率的大小由有用功、总功两个因素共同决定，不能仅通过有用功的多少判断效率高低；最后结合功的原理的内容，就能快速排除错误选项，选出正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行分析：
1. 针对A选项：机械效率的定义是有用功与总功的比值，其大小和机械是否省力没有必然联系，很多省力的机械因为摩擦等因素额外功占比高，机械效率反而更低，因此A错误。
2. 针对B选项：功率是表示做功快慢的物理量，做功越快说明功率越大，总功的计算公式为W=Pt，总功由功率和做功时间两个因素共同决定，仅知道做功快、功率大，无法确定总功的大小，因此B错误。
3. 针对C选项：机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，仅知道有用功更多，总功的大小不确定时，有用功和总功的比值不一定更大，无法判断机械效率更高，因此C错误。
4. 针对D选项：根据功的原理，使用任何机械都不可能省功，省力的机械必然费距离，省距离的机械必然费力，因此使用机械可以省力或者省距离，但绝对不能省功，D正确。
【答案】
D
【知识点】
机械效率，功率，功的原理
【点评】
本题属于基础概念辨析类题目，易错点是同学们容易混淆功、功率、机械效率三个物理量的决定因素，错误认为不同物理量之间存在无依据的关联，解题时只要紧扣每个物理量的定义，明确其大小的全部影响因素，就能快速排除错误选项。
【难度系数】
0.8
3. 分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举起相同高度，做的有用功最多的是 （
A.杠杆
B.斜面
C.滑轮组
D.一样多
D
）A.杠杆
B.斜面
C.滑轮组
D.一样多
答案
3. D 解析:用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举起相同的高度,根据公式$W_{有用}=Gh$可知,它们做的有用功相等.D正确.
解析
【分析】
解题时首先要明确核心概念：题目问的是有用功的大小，而非总功。第一步先回忆有用功的定义：为了完成既定做功目的，我们必须做的功就是有用功。本题中杠杆、斜面、滑轮组的做功目的完全一致，都是将同一个物体举到相同高度，因此三者的有用功都是克服物体重力做的功，直接代入有用功公式$W_{有用}=Gh$，对比三个场景下的物重G和提升高度h的数值，就能直接得到结果，不需要考虑不同机械的额外功差异，额外功只会影响总功，不会改变有用功的大小。
【解析】
解：使用机械时，有用功是为了达成做功目的必须做的功，本题中杠杆、斜面、滑轮组的作用都是将同一物体举起相同高度，因此三者的有用功均为克服物体重力所做的功。
由于是同一物体，物体重力G的大小不变，举起的高度h也完全相同，代入有用功计算公式$W_{有用}=Gh$，可得出三种机械做的有用功完全相等。因此选项A、B、C错误，D正确。
【答案】D
【知识点】有用功计算，W=Gh公式应用
【点评】
本题属于基础概念辨析题，易错点是容易混淆有用功和总功，误将不同机械的额外功差异套用到有用功的判断中。实际上有用功仅由做功的目的决定，和所使用的机械种类没有关系，只要提升的是同一物体、上升高度相同，对应的有用功就相等。
【难度系数】0.9
解题时首先要明确核心概念：题目问的是有用功的大小，而非总功。第一步先回忆有用功的定义：为了完成既定做功目的，我们必须做的功就是有用功。本题中杠杆、斜面、滑轮组的做功目的完全一致，都是将同一个物体举到相同高度，因此三者的有用功都是克服物体重力做的功，直接代入有用功公式$W_{有用}=Gh$，对比三个场景下的物重G和提升高度h的数值，就能直接得到结果，不需要考虑不同机械的额外功差异，额外功只会影响总功，不会改变有用功的大小。
【解析】
解：使用机械时，有用功是为了达成做功目的必须做的功，本题中杠杆、斜面、滑轮组的作用都是将同一物体举起相同高度，因此三者的有用功均为克服物体重力所做的功。
由于是同一物体，物体重力G的大小不变，举起的高度h也完全相同，代入有用功计算公式$W_{有用}=Gh$，可得出三种机械做的有用功完全相等。因此选项A、B、C错误，D正确。
【答案】D
【知识点】有用功计算，W=Gh公式应用
【点评】
本题属于基础概念辨析题，易错点是容易混淆有用功和总功，误将不同机械的额外功差异套用到有用功的判断中。实际上有用功仅由做功的目的决定，和所使用的机械种类没有关系，只要提升的是同一物体、上升高度相同，对应的有用功就相等。
【难度系数】0.9
4. 质量为 0.5 kg 的塑料桶装满水后总质量为 10 kg,小明将其从地面匀速搬到高度为 1 m 的桌面上,在竖直向上搬水的过程中所做的总功是
100
J,有用功是 95
J,机械效率是 95%
.($g$ 取 $10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}$)答案
4. 100 95 95% 解析:在竖直向上搬水的过程中所做的总功即为克服桶和水的总重力所做的功,即$W_总=G_总h=m_总gh=10\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=100\ \mathrm{J}$;桶中水的质量$m_水=m_总-m_桶=10\ \mathrm{kg}-0.5\ \mathrm{kg}=9.5\ \mathrm{kg}$,有用功$W_{有用}=G_水h=m_水gh=9.5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=95\ \mathrm{J}$;机械效率$\eta=\dfrac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\dfrac{95\ \mathrm{J}}{100\ \mathrm{J}}×100\%=95\%$.
解析
【分析】
这是一道功与机械效率的基础计算题，解题可以分三步推进：第一步先明确总功的含义，本题中搬运过程需要同时对桶和水做功，克服两者总重力做的功就是总功，直接代入总质量、g、提升高度的数值即可算出总功；第二步明确有用功的判定逻辑，我们的搬运目的是把水搬到桌面，因此对水做的功是有用功，先通过总质量减去桶的质量得到水的质量，再代入功的计算公式就能得到有用功；第三步直接套用机械效率的定义式，用有用功除以总功乘以100%，即可算出机械效率。
【解析】
1. 计算总功：
竖直搬水时，总功是克服桶和水的总重力做的功，已知总质量$m_{\mathrm{总}}=10\ \mathrm{kg}$，提升高度$h=1\ \mathrm{m}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，根据$W=Gh=mgh$可得：
$W_{\mathrm{总}}=G_{\mathrm{总}}h=m_{\mathrm{总}}gh=10\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1\ \mathrm{m}=100\ \mathrm{J}$
2. 计算有用功：
先求出桶内水的质量：$m_{\mathrm{水}}=m_{\mathrm{总}}-m_{\mathrm{桶}}=10\ \mathrm{kg}-0.5\ \mathrm{kg}=9.5\ \mathrm{kg}$
由于工作目的是搬运水，对水做的功为有用功：
$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{水}}h=m_{\mathrm{水}}gh=9.5\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1\ \mathrm{m}=95\ \mathrm{J}$
3. 计算机械效率：
根据机械效率定义式$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\%$，代入数值可得：
$\eta=\dfrac{95\ \mathrm{J}}{100\ \mathrm{J}} × 100\%=95\%$
【答案】
100；95；95%
【知识点】
重力做功计算；有用功与总功；机械效率
【点评】
本题属于机械效率章节的典型基础情景题，核心考查点是结合实际场景区分有用功、额外功和总功，只要明确搬运目的是提升水，就能快速理清各物理量的对应关系，数值计算难度很低，适合刚接触机械效率概念的学生巩固基础定义。
【难度系数】
0.8
这是一道功与机械效率的基础计算题，解题可以分三步推进：第一步先明确总功的含义，本题中搬运过程需要同时对桶和水做功，克服两者总重力做的功就是总功，直接代入总质量、g、提升高度的数值即可算出总功；第二步明确有用功的判定逻辑，我们的搬运目的是把水搬到桌面，因此对水做的功是有用功，先通过总质量减去桶的质量得到水的质量，再代入功的计算公式就能得到有用功；第三步直接套用机械效率的定义式，用有用功除以总功乘以100%，即可算出机械效率。
【解析】
1. 计算总功：
竖直搬水时，总功是克服桶和水的总重力做的功，已知总质量$m_{\mathrm{总}}=10\ \mathrm{kg}$，提升高度$h=1\ \mathrm{m}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，根据$W=Gh=mgh$可得：
$W_{\mathrm{总}}=G_{\mathrm{总}}h=m_{\mathrm{总}}gh=10\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1\ \mathrm{m}=100\ \mathrm{J}$
2. 计算有用功：
先求出桶内水的质量：$m_{\mathrm{水}}=m_{\mathrm{总}}-m_{\mathrm{桶}}=10\ \mathrm{kg}-0.5\ \mathrm{kg}=9.5\ \mathrm{kg}$
由于工作目的是搬运水，对水做的功为有用功：
$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{水}}h=m_{\mathrm{水}}gh=9.5\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1\ \mathrm{m}=95\ \mathrm{J}$
3. 计算机械效率：
根据机械效率定义式$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\%$，代入数值可得：
$\eta=\dfrac{95\ \mathrm{J}}{100\ \mathrm{J}} × 100\%=95\%$
【答案】
100；95；95%
【知识点】
重力做功计算；有用功与总功；机械效率
【点评】
本题属于机械效率章节的典型基础情景题，核心考查点是结合实际场景区分有用功、额外功和总功，只要明确搬运目的是提升水，就能快速理清各物理量的对应关系，数值计算难度很低，适合刚接触机械效率概念的学生巩固基础定义。
【难度系数】
0.8
5. (2024·扬州)如图所示,工人用动滑轮匀速提升重为400 N的玻璃窗,所用的竖直拉力为250 N,玻璃窗上升的高度为10 m,用时50 s.
(1)求所做的有用功$W_{\mathrm{有用}}$.
(2)求工人所用拉力的功率$P$.
(3)求动滑轮的机械效率$\eta$.
(1)求所做的有用功$W_{\mathrm{有用}}$.
(2)求工人所用拉力的功率$P$.
(3)求动滑轮的机械效率$\eta$.
答案
5. (1)$W_{有用}=G_{物}h=400\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=4×10^3\ \mathrm{J}$ (2)$s=2×10\ \mathrm{m}=20\ \mathrm{m}$,$W_总=Fs=250\ \mathrm{N}×20\ \mathrm{m}=5×10^3\ \mathrm{J}$,$P=\dfrac{W_总}{t}=\dfrac{5×10^3\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}}=100\ \mathrm{W}$ (3)$\eta=\dfrac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\dfrac{4×10^3\ \mathrm{J}}{5×10^3\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$ 解析:(1)克服玻璃窗的重力做的功即为有用功,$W_{有用}=G_{物}h=400\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=4×10^3\ \mathrm{J}$.(2)由题图可知,承担物重的绳子段数为2,所以绳子自由端移动的距离$s=2×10\ \mathrm{m}=20\ \mathrm{m}$,拉力做的功$W_总=Fs=250\ \mathrm{N}×20\ \mathrm{m}=5×10^3\ \mathrm{J}$,拉力的功率$P=\dfrac{W_总}{t}=\dfrac{5×10^3\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}}=100\ \mathrm{W}$.(3)由机械效率公式可得,动滑轮的机械效率$\eta=\dfrac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\dfrac{4×10^3\ \mathrm{J}}{5×10^3\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$.
解析
【分析】
这是一道动滑轮相关的基础力学计算题，解题思路如下：
1. 第一问求有用功：有用功是克服被提升物体重力所做的功，直接代入公式$W_{\mathrm{有用}}=Gh$，将已知的玻璃窗重力和上升高度代入即可计算。
2. 第二问求拉力的功率：首先观察题图确定该动滑轮承担物重的绳子段数$n=2$，因此绳子自由端移动的距离$s=nh$，先计算拉力做的总功$W_{\mathrm{总}}=Fs$，再根据功率的定义式$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}$，代入总功和做功时间就能得到拉力的功率。
3. 第三问求动滑轮的机械效率：机械效率为有用功与总功的比值，将前两问算出的有用功、总功代入$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$即可直接算出结果。
【解析】
解：
(1) 计算所做的有用功：
克服玻璃窗重力做的功为有用功，根据公式$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{物}}h$，代入数据得：
$W_{\mathrm{有用}}=400\ \mathrm{N} × 10\ \mathrm{m}=4× 10^3\ \mathrm{J}$
(2) 计算工人所用拉力的功率：
由图可知动滑轮承担物重的绳子段数$n=2$，因此绳子自由端移动的距离：
$s=nh=2× 10\ \mathrm{m}=20\ \mathrm{m}$
拉力做的总功：
$W_{\mathrm{总}}=Fs=250\ \mathrm{N} × 20\ \mathrm{m}=5× 10^3\ \mathrm{J}$
根据功率公式$P=\dfrac{W_{\mathrm{总}}}{t}$，代入数据得：
$P=\dfrac{5× 10^3\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}}=100\ \mathrm{W}$
(3) 计算动滑轮的机械效率：
根据机械效率的定义式$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}× 100\%$，代入数据得：
$\eta=\dfrac{4× 10^3\ \mathrm{J}}{5× 10^3\ \mathrm{J}}× 100\%=80\%$
【答案】
(1) 有用功为$4× 10^3\ \mathrm{J}$；(2) 拉力的功率为$100\ \mathrm{W}$；(3) 动滑轮的机械效率为$80\%$
【知识点】
有用功计算，功率计算，机械效率
【点评】
本题属于简单的动滑轮基础计算题型，是中考物理力学部分的高频基础考点，主要考察学生对功、功率、机械效率基础公式的掌握程度，解题的核心是准确判断动滑轮的绳子段数，理清各物理量的对应关系，只要牢记相关公式、代入数值计算时注意单位统一，就可以顺利得到正确结果。
【难度系数】
0.8
这是一道动滑轮相关的基础力学计算题，解题思路如下：
1. 第一问求有用功：有用功是克服被提升物体重力所做的功，直接代入公式$W_{\mathrm{有用}}=Gh$，将已知的玻璃窗重力和上升高度代入即可计算。
2. 第二问求拉力的功率：首先观察题图确定该动滑轮承担物重的绳子段数$n=2$，因此绳子自由端移动的距离$s=nh$，先计算拉力做的总功$W_{\mathrm{总}}=Fs$，再根据功率的定义式$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}$，代入总功和做功时间就能得到拉力的功率。
3. 第三问求动滑轮的机械效率：机械效率为有用功与总功的比值，将前两问算出的有用功、总功代入$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%$即可直接算出结果。
【解析】
解：
(1) 计算所做的有用功：
克服玻璃窗重力做的功为有用功，根据公式$W_{\mathrm{有用}}=G_{\mathrm{物}}h$，代入数据得：
$W_{\mathrm{有用}}=400\ \mathrm{N} × 10\ \mathrm{m}=4× 10^3\ \mathrm{J}$
(2) 计算工人所用拉力的功率：
由图可知动滑轮承担物重的绳子段数$n=2$，因此绳子自由端移动的距离：
$s=nh=2× 10\ \mathrm{m}=20\ \mathrm{m}$
拉力做的总功：
$W_{\mathrm{总}}=Fs=250\ \mathrm{N} × 20\ \mathrm{m}=5× 10^3\ \mathrm{J}$
根据功率公式$P=\dfrac{W_{\mathrm{总}}}{t}$，代入数据得：
$P=\dfrac{5× 10^3\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}}=100\ \mathrm{W}$
(3) 计算动滑轮的机械效率：
根据机械效率的定义式$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}× 100\%$，代入数据得：
$\eta=\dfrac{4× 10^3\ \mathrm{J}}{5× 10^3\ \mathrm{J}}× 100\%=80\%$
【答案】
(1) 有用功为$4× 10^3\ \mathrm{J}$；(2) 拉力的功率为$100\ \mathrm{W}$；(3) 动滑轮的机械效率为$80\%$
【知识点】
有用功计算，功率计算，机械效率
【点评】
本题属于简单的动滑轮基础计算题型，是中考物理力学部分的高频基础考点，主要考察学生对功、功率、机械效率基础公式的掌握程度，解题的核心是准确判断动滑轮的绳子段数，理清各物理量的对应关系，只要牢记相关公式、代入数值计算时注意单位统一，就可以顺利得到正确结果。
【难度系数】
0.8
