初中物理有用功和额外功试题

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）

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，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）

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

利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是 $($ 　　 $)$

A．	重力做的功是有用功	B．	拉力 $F_1$ 做的功是额外功
C．	绳子自由端的拉力 $F$ 做的功是总功	D．	该滑轮的机械效率可能等于 $100\%$

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，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同时物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J，下列说法中正确的是（　　）

A．	动滑轮所受的重力为100N
B．	物体A上升的速度是0.3m/s
C．	拉力F的功率是100W
D．	滑轮组的机械效率是90%

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，沿斜面把质量为 $12\mathit{kg}$的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是 $F=100N$，斜面长 $2m$、高 $1m$，则其机械效率是　　 $\%$，物体所受摩擦力是　　 $N$．（取 $g=10N/\mathit{kg})$

一辆质量为 $1.5\times {10}^3\mathit{kg}$的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动 $8m$距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍，滑轮组的机械效率为 $80\%$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。

在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：

（1）做的有用功；

（2）作用在绳子自由端的拉力。

如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体 $A$和 $B$匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升 $A$的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是 $($　　 $)$

① $A$物体比 $B$物体轻

②提升 $A$的拉力较大

③提升 $A$所做的额外功较少

④提升 $A$做的有用功较多

A．只有①③B．只有②④C．只有②③D．只有①④

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？