有用功和额外功
一、单选题
1.图1中力水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s。改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为（如图2）。此过程滑轮组（）
A.总功为
B.额外功为
C.机械效率为
D.额外功为
2.小明同学的体重为500 N，用重10 N的水桶提着重100 N的水登上5 m高的教室，在这一过程中，他做的有用功和额外功分别是（）
A.500 J，50 J
B.500 J，2550 J
C.550 J，2500 J
D.3000 J，50 J
3.如图所示小明分别用甲乙两个滑轮把同一袋沙子从地面匀速提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重及摩擦，则（）
A.W1=W2η1>η2
B.W1=W2η1<η2
C.W1
D.W1>W2η1<η2
4.如右图所示，某同学使用动滑轮把600N的重物匀速提升了3m，所用的拉力是400N。下列说法正确的是（）
A. 机械效率是80%
B. 有用功是1800J
C. 额外功是300J
D. 总功是2100J
5.用功率恒为160W的拉力，使质量为5kg的物体以4m/s的速度沿30°角的斜坡匀速拉到坡顶，已知斜坡长60m，则下列说法错误的是（）
A. 物体从斜坡底端到达坡顶的时间是15s
B. 物体上坡时的牵引力是40N
C. 物体上坡时受到的摩擦力为15N
D. 斜面的机械效率是50%
6.如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（）
A. 对物体做的功是额外功
B. 拉力F做的功是有用功
C. 拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍
D. 增加物体重力可以提高滑轮组的机械效率
7.用同一滑轮组分别把100 N和200 N的重物匀速提高5m，如果两种情况下的额外功相等，则（）
A.所做的总功相等
B.所做的有用功不相等
C.两次的机械效率相等
D.用于拉绳子的力两次相等
8.如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N，斜面长3m，高1m。则下列说法中不正确的是：（）
A.该过程中做的有用功为9J
B.这个斜面的机械效率为60%
C.物体所受到的摩擦力是5N
D.减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率
9.将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）．则下列说法正确的是（）
A.沿斜面向上的拉力0.3N
B.有用功0.36J，机械效率20%
C.有用功1.8J，机械效率20%
D.总功2.16J，机械效率83.3%
10.关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（）
A.做的有用功越多，机械效率一定越高
B.单位时间内做功越多，机械效率一定越高
C.省力越多的机械，机械效率一定越高
D.额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
11.如图，两个滑轮组由每个质量均相同的滑轮组成，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦阻力，下列说法正确的是（）
A. 若G1=G2，拉力做的额外功相同
B. 若G1=G2，拉力做的总功相同
C. 若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
D. 用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
12.如图所示，某工地用滑轮组将重为5000N的货物匀速提升6m，所用时间为20s，在绳的末端所用拉力为2200N，下列说法错误的是（）
A. M处滑轮的作用是改变力的方向
B. 提升货物过程中的有用功是3×104J
C. 拉力的功率为660W
D. 若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大
13.如图所示，动滑轮重3N，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端，1s内将重为27N的物体提高0.2m，如果不计绳重及摩擦，则下列计算结果正确的是（）
A. 绳子自由端移动的速度为0.2m/s
B. 滑轮组的机械效率为90%
C. 提升物体所做的有用功为6J
D. 弹簧测力计的示数为9N
14.用如图所示的滑轮组把重100N的物体匀速提升0.5m，所用的拉力是80N，下列说法正确的是（）
A. 总功是50J，有用功是80J
B. 有用功是50J，额外功是20J
C. 总功是100J，有用功是80J
D. 总功是80J，机械效率是62.5%
15.施工工地上，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比较（）
A. 总功不变，有用功增加了
B. 总功不变，额外功减少了
C. 有用功不变，总功减少了
D. 做的有用功减少了
16.施工工地上，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比（）
A.总功不变，有用功增加了
B.总功不变，额外功减少了
C.有用功不变，总功减少了
D.做的有用功减少了
二、填空题
17.如图所示，斜面长5m，高1m，把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为________N；如果斜面不光滑，其斜面的机械效率为80%，则所用推力为________N，物体受到的摩擦力为________N。
18.利用斜面移动物体可以________（选填“省力”、“省距”、“省功”）．小明想把重1000N的木箱搬到高4m，长10m的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用F=500N的拉力将木箱以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端，则小明拉木箱的功率________ ，斜面的机械效率为________，木箱在斜面上的匀速运动时受到摩擦力为________ ．
19.用图示甲、乙两种方式将同一重物匀速提升相同高度。图中所有滑轮等重，且不计绳重和摩擦。在重物上升过程中，甲的有用功________乙的有用功，甲的额外功________乙的额外功，甲的总功________乙的总功，甲的机械效率________乙的机械效率。（填“大于”“等于”或“小于”）
20.如图所示，小曼同学分别用甲、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W1，机械效率为η1，用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2(若不计绳重与摩擦)，则
W1________W2，η1________η2(选填“＞”、“＜”或“＝”) 。
21.组合机械的斜面长4m，高2m，将重为100N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端，如图所示，需用的拉力为40N，需要的时间是5s。那么，将物体从底部拉到顶部所做的有用功是________J，拉力做的总功的功率是________W。
22.如图所示，手用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功为750J．若借助滑轮组把B匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是75%，则F2做功为________J；F1：F2=________。
23.如图所示,将一块1m长的木板一端架高0.4m,用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端。此过程中拉力做的总功是________J,机械效率为________,木板对小铁块的摩擦力为
________N。
24.某同学利用如图所示装置将重为500N的重物从一楼匀速上到二楼，他在绳端施加的拉力F=300N，每层楼高3m，不计绳重和摩擦．则他做的有用功为________J；动滑轮重为________N．
25.如图所示，将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力F=7.5N匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5m，上升的高度h为3m，则人对物体做的有用功是________J，斜面的机械效率为________．在高度相同时，斜面越长越________（选填“省力”或“费力”）．
26.如图所示为电工师傅用移动式升降机抢修一条动力外线，已知升降机的箱蓝重900N，用升降机将重600N的王师傅匀速提升8m，升降机做的有用功________J，升降机的机械效率是________．（伸缩杆和所携带的工具质量不计）
三、综合题
27.近几年政府推出了“汽车下乡” 、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：
（1）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少的能量？这些能量能产生多少有用功？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（2）汽车行驶时发动机燃烧m质量的汽油，产生的牵引力为F，热机的效率是η，能使汽车前进的距离s 为多少？（用给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）
（3）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是多少m．
28.在建筑工地上，“吊车”是常见的一种起重设备．如图为吊车上的滑轮组的示意图．在起重过程中，钢丝绳用6×103N的拉力F，将重为1.2×104N的物体在l0s内匀速提升6m（不计绳重和摩擦）求：
（1）滑轮组提升重物所做的有用功和总功．
（2）滑轮组拉力F的功率．
（3）若用该滑轮组匀速提升1.8×104N的重物，则其机械效率是多少？
29.小雨用如图甲所示的滑轮组，提升物体A，若将A匀速提高2m做的有用功为2160J，
求：
（1）物重G A=？
（2）若此时滑轮组机械效率为90%（不计绳重和摩擦），小雨的体重为640N，小雨与地面接触面积为4×10﹣2m2，则小雨对地面的压强P地=？
（3）如图乙所示，若利用此滑轮组从水下缓慢匀速提起（不计水的阻力）一个边长为0.3m的正方体B，当提到B的下表面所受水的压强为2×103Pa时，小雨对水平地面的压力为120N，则正方体B的密度ρB=？
30.如图所示装置是实验室在用轻绳绕成的滑轮组．悬挂的重物G=4.8N，当重物静止于任意位置时，手对轻绳的拉力均为F1=1.8N；当重物匀速上升时，手对轻绳的拉力为F2=2.0N，且物重上升过程中动滑轮恰好转过1圈．已知动滑轮周边凹槽的周长C=0.3m，求
（1）动滑轮的重力；
（2）重物上升过程中的有用功、总功以及滑轮组的机械效率．
31.在斜面上将一个质量为0.4kg的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端（如图所示），所用时间为4s，斜面长s=1m、高h=0.2m，该斜面的机械效率为80%．（g=10N/kg）求：
（1）物体受到的重力．
（2）拉力所做的有用功．
（3）拉力所做的总功和总功率．
（4）物体在斜面上受到的摩擦力．
32.工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W．（g取10N/kg）求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20%，工人提升货物的重．
33.如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面．他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木厢从B处推到A处的车上，已知木箱重为
1000N．求：
（1）小张推木箱做了多少功？
（2）这个过程中，斜面的机械效率是多少？（结果保留一位小数）
34.如图所示，一个工人用由一个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，不计摩擦和绳重，将40Kg的重物经过10s匀速提高4m，所用拉力150N.（g取10N/kg）
求：
（1）这个工人做的有用功是多少？
（2）这个工人做功的功率是多少？
（3）若用该滑轮组将800N的重物拉起同样高度，此时滑轮组的机械效率是多少？（保留一位小数）35.如图所示滑轮组，绳重和摩擦均不计，物体重90N，在绳端拉力F为40N的作用下4s内将绳子匀速提升了3m。求：
（1）拉力F所做的功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
36.一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N，重物在5s内匀速上升了1m，不计绳子与滑轮间摩擦，则
（1）滑轮组所做的有用功是多少？
（2）拉力做功的大小？
（3）计算该滑轮组的机械效率．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】滑轮组中，有三段绳子承担，因此拉力移动的距离为3S，则总功为3F2S，A不符合题意；拉力的有用功为F1S，则额外功是3F2S-F1S，B不符合题意，D符合题意；
机械效率为，C不符合题意；
故答案为：D
【分析】拉物体的力做的功为有用功；通过滑轮组拉物体做的功为总功，总功减去有用功为额外功，有用功与总功的比值为机械效率.
2.【答案】B
【解析】【解答】由题意可知小明的目的是提水所以对水做功为有用功，而在提水上楼的同时不得不对桶和克服自身体重做功这些功是额外功，有用功为W有用=Gh=100N×5m=500J；
额外功为W额=G0h=（500N+10N）×5m=2550J．
故答案为：B．
【分析】利用公式W有用=Gh得到有用功；利用公式W额=G0h得到额外功.
3.【答案】C
【解析】【解答】由W有=Gh知道，用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，所以，两种情况的有用功相同；当有用功一定时，图甲中所做的总功仅是对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少；乙图是动滑轮，乙中所做的总功还有对动滑轮所做的功，利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，由η=W有/W总知道，甲机械效率较高，即：W1＜W2，η1＞η2，
故答案为：C。
【分析】首先明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小.
4.【答案】B
【解析】【解答】有用功；B符合题意；拉力做的总功为
D不符合题意；
，C不符合题意；动滑轮的机械效率
A不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用物体的重力和高度计算有用功，拉力和绳子的拉长长度计算总功，总功和有用功的差计算额外功，有用功和总功的比值计算机械效率.
5.【答案】D
【解析】【解答】A.物体从斜坡底端到达坡顶的路程为60m,速度为4m/s,所以是t===15s,故A正确；
B.牵引力的功率恒为160W,物体的速度是4m/s,所以牵引力是F===40N,故B正确；
C.根据30°角对应的直角边是斜边的一半,可知斜面的高为30m，此过程中拉力做的,总功为W总
=Fs=40Nx60m=2400J,
有用功为W有用=Gh=mgh=5kgx10N/kgx30m=1500J,则做的额外功为W额外=W总-W有用=2400J-1500J=900J，
所以摩擦力大小为f=W额外/s==15N,故C正确；斜面的机械效率是η=W有用/W总==62.5%,故D
错误。
故答案为：D
【分析】已知斜坡的长和物体运动速度，利用公式t=，即可求出物体从斜坡底端到达坡顶的时间；已知功率和速度，利用公式F=，即可求出牵引力；先根据30°角对应的直角边是斜边的一半,得出斜面的高，然后分别求出总功、有用功和额外功，再利用公式f=W额外/s，即可求出摩擦力；根据（3）中求出的总功和有用功，再利用公式η=W有用/W总，即可求出斜面的机械效率。
6.【答案】D