初中物理有用功和额外功试题

用2.5N的拉力将重为5N的物体沿着长1m，高0.4m的斜面从底部匀速拉到顶端，做的有用功为   　J．该斜面的机械效率是　80%　。

小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。第一次提升的重物 $A$的重力为 $G_A$，加在绳子自由端的拉力为 $F_1$．重物上升的速度为 $v_1$，运动时间为 $t_1$；第二次提升的重物 $B$的重力为 $G_B$，加在绳子自由端的拉力为 $F_2$．重物上升的速度为 $v_2$，运动时间为 $t_2$．已知 $F_1:G_A=5:8$， $G_B:G_A=3:2$， $v_1:v_2=2:1$， $t_1:t_2=2:3$．动滑轮的重力不能忽略。不计绳重与摩擦的影响。下列对两个过程的分析中，正确的是 $($　　 $)$

A．拉力之比为 $F_1:F_2=7:8$

B．拉力的功率之比为 $P_1:P_2=10:7$

C．机械效率之比 ${\eta }_1:{\eta }_2=14:15$

D．额外功之比 $W_1:W_2=2:3$

陆羽公园矗立着由汉白玉制成的“茶圣”陆羽的雕像，其质量为5.4t，吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3m的高台。已知提升雕像时，拉力F的功率为6×10³W，绳子自由端移动速度为0.3m/s。（g＝10N/kg）求：

（1）滑轮组将雕像吊上3m高台需要的时间t为多少秒？

（2）滑轮组对雕像做的有用功是多少？

（3）提升雕像的过程中滑轮组的机械效率是多少？

如图在粗糙斜面上将一个重为 $16N$的物体匀速拉到高 $h$处，沿斜面向上的拉力为 $10N$，斜面长 $s=2m$、高 $h=1m$。其中所做的有用功为　　 $J$，物体受到的摩擦力大小为　　 $N$，斜面的机械效率为　　。

如图所示，重为 $G$的物体在拉力 $F$的作用下，以 $v$的速度匀速运动了 $s$，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的 $n$分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．使用该滑轮组一定省力B．拉力的功率为 $2\mathit{Fv}$

C．额外功为 $\frac{1}{n}(2\mathit{nF}-G)s$D．滑轮组的机械效率为 $\frac{G}{2F}$

图甲中用力 $F_1$水平拉着重为 $G$的物体在水平路面上匀速移动 $s$的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动 $s$的距离，水平拉力为 $F_2$．使用动滑轮的过程中 $($　　 $)$

A．总功为 $W_{总}=F_{2}s$B．有用功为 $W_{有}=\mathit{Gs}$

C．机械效率为 $\eta =\frac{\mathit{Gs}}{2F_{2}s}$D．额外功为 $W_{额}=2F_{2}s-F_{1}s$

在修建天水市体育中心的施工过程中，起重机在 $4s$内将质量为 $5\times {10}^3\mathit{kg}$的钢材沿竖直方向匀速提升了 $2m$，而它的电动机做的功是 $2\times {10}^{5}J$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）钢材上升过程中的速度。

（2）起重机对钢材所做的有用功。

（3）起重机的机械效率。

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 $\eta =\frac{G}{3F}$

如图所示，用力 $F$拉着重为 $G$的物体竖直匀速上升，在时间 $t$内物体上升的高度为 $h$（物体未拉出水面），若物体的体积为 $V$，水的密度为 $\rho$，则下列算式正确的是 $($　　 $)$

A． $\eta =\frac{G}{3F}$B． $\eta =\frac{G+\mathit{\rho Vg}}{3F}$

C． $W_{有}=\mathit{Gh}$D． $P_{有}=\frac{\left(G-\mathit{\rho Vg}\right)h}{t}$

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。

如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为 $G_1$、 $G_2$的货物提高相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变

B．若 $G_1=G_2$，则甲的机械效率大于乙的机械效率

C．若 $G_1=G_2$，则拉力 $F_1$与 $F_2$所做的总功相等

D．若 $G_1=G_2$，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等

图1中力水平拉动重为的物体在水平路面匀速移动了。改用滑轮组拉动在同一路面匀速移动了，拉力为（如图。此过程滑轮组　　

A．总功为B．额外功为

C．D．额外功为

如图所示的滑轮组把物体的高度提升 $h$，物重为 $G$，所用拉力为 $F$，绳子自由端移动的距离为 $s$，则滑轮组所做的有用功 $W_{\mathit{有用}}=$　　，滑轮组的机械效率 $\eta =$　　。（用所给的字母表示）

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）

工人用如图所示的动滑轮，将重 $1000N$ 的物体在 $5s$ 内匀速竖直提升了 $1m$ ，人对绳自由端

的拉力 $F$ 为 $600N$ ，不计绳重和摩擦。以下结论正确的是 $($ 　　 $)$

A．	动滑轮的有用功为 $600J$	B．	动滑轮的重力为 $400N$
C．	滑轮的机械效率为 $83.3\%$	D．	拉力 $F$ 的功率为 $120W$