初中物理有用功和额外功试题

工人师傅要将质量 $100\mathit{kg}$的木箱搬到 $1.5m$高的车厢里，他将一块 $5m$长的长板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用 $400N$的拉力在 $10s$内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示， $(g=10N/\mathit{kg})$求：

（1）工人所做的有用功；

（2）工人做功的功率；

（3）斜面的机械效率。

如图所示，用滑轮组将 $15N$的物体匀速提高 $0.5m$，拉力 $F$为 $10N$，则有用功为　　 $J$，滑轮组机械效率为　　。若增加所提物体的重力，滑轮组机械效率　　（变大 $/$变小 $/$不变）。（不计绳重和摩擦， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

工人用图示装置在 $10s$内将质量为 $45\mathit{kg}$的货物匀速提升 $2m$，此过程中拉力的功率为 $120W$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$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。

如图所示，物体重 $180N$，动滑轮重 $10N$，小明用 $100N$的拉力（方向不变）将物体匀速提升 $2m$，用了 $10s$，则此过程中有用功是　　 $J$，额外功是　　 $J$，拉力的功率是　　 $W$，滑轮组的机械效率是　　。

用如图所示的滑轮组将重 $90N$的货物匀速提升 $1m$的过程中，所用拉力 $F=50N$，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。

（1）求上述过程中的有用功 $W_{\mathit{有用}}$；

（2）求上述过程中的总功 $W_{总}$；

（3）求滑轮组的机械效率 $\eta$。

如图所示，一根均匀的细木棒 $\mathit{OC}$， $\mathit{OA}=\frac{1}{4}\mathit{OC}$， $B$为 $\mathit{OC}$的中点，在 $C$点施力将挂在 $A$点的重为 $180N$的物体匀速提升 $0.2m$，木棒的机械效率为 $90\%$，这里的木棒是一种简单机械，称为　　，提升该物体做的有用功是　　 $J$，木棒重为　　 $N$（不计摩擦）。

如图所示，搬运工人用滑轮将重为 $425N$的重物匀速提升 $4m$，所用拉力为 $250N$，时间为 $20s$。则此过程中有用功是　　 $J$，额外功是　　 $J$，拉力的功率是　　 $W$，滑轮的机械效率是　　。

十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门 $A$、关闭阀门 $B$，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门 $A$、打开阀门 $B$，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。

（1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是　　。

（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的　　冲程相似。

（3）蒸汽机工作时，汽缸内部压强为 $1.1\times {10}^6$帕，若活塞面积为0.1米 ${}^2$，则活塞受到蒸气的压力是多少？

（4）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？

如图所示，用相同的滑轮构成甲、乙、丙三个装置，在相等的时间里分别把同一个重物匀速提升相同高度。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．甲装置所用的拉力比乙的大

B．乙装置中拉绳的一端移动的速度比丙的大

C．丙装置的机械效率比甲的小

D．三个装置的额外功相同

如图所示的滑轮组中，动滑轮重 $1N$，小强用 $6N$的拉力 $F$通过该滑轮组匀速拉起重 $10N$的物体，物体沿竖直方向上升 $0.4m$。此过程中，额外功和机械效率分别是 $($　　 $)$

A． $0.4J$　 $83.3\%$B． $0.8J$　 $91.7\%$C． $0.8J$　 $83.3\%$D． $0.4J$　 $91.7\%$

工人用如图所示的滑轮组提升建材，工人的重力是700N，双脚与地面的接触面积是500cm²．他将540N的建材匀速提升了3m，滑轮组的机械效率是90%．试求：

（1）提升建材所做的有用功是多少？

（2）工人对绳子的拉力是多少？

（3）提升建材时，工人对地面的压强是多少？

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。

如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端拉力的功率是70W

B．滑轮组的机械效率是85.7%

C．提升重物的过程中所做的额外功是400J

D．提升的重物变成400N时，滑轮组的机械效率将变大

工人师傅用如图所示的滑轮组匀速提升重1200N的建筑料，建筑材料在30s内上升了3m。

（1）求工人师傅做的有用功；

（2）提升该建筑材料时滑轮组的机械效率为80%，求工人师傅对绳端拉力的功率。

如图所示，斜面长s＝8m，高h＝3m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重力为G＝100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t＝10s。求：

（1）有用功W _有；

（2）拉力做功的功率P；

（3）物体受到的摩擦力f；

（4）该斜面的机械效率η。