初中物理有用功和额外功试题

在测“滑轮组机械效率”的活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记 $A$（如图甲所示），然后用大小为 $F$的拉力匀速竖直向上提升总重为 $G$的钩码，当钩码上升的高度为 $H$时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记 $B$，并测得 $\mathit{AB}$两点间的距离为 $2H$（如图乙所示），则以下所求物理量正确的是 $($　　 $)$

A．拉力所做的功 $W=2\mathit{FH}$B．拉力所做的有用功 $W_{\mathit{有用}}=\mathit{GH}$

C．该滑轮组的机械效率 $\eta <1$D．该滑轮组的机械效率 $\eta =\frac{G}{3F}$

如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为 $30°$，重 $500N$的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动 $2m$的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），小明对绳的拉力所做的功为 $1000J$，克服弹簧拉力做功 $300J$，则克服物块重力做的功为　                　 $J$，物块与斜面之间摩擦力的大小为　             　 $N$．（忽略绳重、滑轮与轴的摩擦）

如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将 $A$、 $B$物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力 $G_A>G_B$，滑轮组的机械效率” ${\eta }_{甲}<{\eta }_{乙}$（忽略绳重和摩擦）。下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．两滑轮组绳端移动的距离相等

B．甲滑轮组的有用功比乙的少

C．甲滑轮组的总功率比乙的小

D．甲滑轮组的动滑轮比乙的重

如图所示，用滑轮组把质量为 $80\mathit{kg}$的物体匀速提升 $3m$，若拉力 $F=500N$，则滑轮组的机械效率为　　，若不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为　　 $N$。

如图所示，用 $100N$的拉力 $F$匀速提升重为 $240N$的物体，在 $10s$内物体上升 $1m$，则有用功是　　 $J$，拉力的功率是　　 $W$，机械效率是　　。

如图所示，把重力为 $600N$的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为 $3m$，高为 $0.9m$，实际推力为 $300N$，那么物体与斜面之间的摩擦力是　　 $N$，斜面的机械效率是　　。

如图所示，利用动滑轮提升货物在竖直向上大小为 $250N$的拉力 $F$作用下，重为 $400N$的货物在 $20s$的时间内匀速上升 $5m$求：

（1）有用功 $W_{有}$；

（2）拉力 $F$的功率 $P$；

（3）此过程中动滑轮的机械效率 $\eta$。

如图所示，用滑轮组将 $30\mathit{kg}$的物体匀速提高 $1m$，拉力 $F$为 $200N$，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　　（选填“变小”、“变大”或“不变” $)$。（不计绳重和摩擦）

建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重 $4.2\times {10}^{3}N$的物体时，物体 $5s$内上升了 $6m$，此过程中有用功为　　 $J$，钢丝绳移动的速度为　　 $m/s$；若滑轮组的机械效率为 $70\%$，则额外功为　　 $J$，拉力 $F$为　　 $N$，其功率为　　 $W$。

在斜面上将一个重 $600N$的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力 $F=400N$，拉动的距离 $s=4.5m$，提升高度 $h=1.8m$，所用时间 $t=30s$。则拉力 $F$做功的功率为　　 $W$，此过程中物体受到的摩擦力为　　 $N$．

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” $)$。

如图，在斜面上将一个重为 $15N$的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力 $F=6N$，斜面长 $s=1.2m$、斜面高 $h=0.3m$。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．克服物体重力做功 $7.2J$B．额外功为 $1.8J$

C．物体受到的摩擦力为 $2.25N$D．斜面的机械效率为 $37.5\%$

小鹏家购买了一箱重 $960N$的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高 $9m$，用时 $3\mathit{min}$，若滑轮组的机械效率为 $80\%$（不计箱子重、绳重和摩擦）。小鹏计算的下列物理量正确的是 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的速度为 $0.05m/s$

B．做的有用功为 $8640J$

C．拉力为 $240N$

D．拉力的功率为 $48W$

用如图所示滑轮组拉着重为 $30N$的物体 $A$匀速前进 $0.2m$，则绳子自由端移动的距离为　　 $m$；若物体 $A$与地面的摩擦力为 $9N$，则拉力所做的有用功是　　 $J$；若实际拉力 $F=4N$，则该滑轮组的机械效率为　　。

质量为 $60\mathit{kg}$的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼。已知工人在 $1\mathit{min}$内将货物匀速提高 $6m$，作用在钢绳的拉力为 $400N$，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．作用在钢绳上的拉力的功率为 $400W$

B．动滑轮的重力为 $200N$

C．人对绳子的最大拉力为 $1000N$

D．该滑轮组的最大机械效率为 $83.3\%$