初中物理有用功和额外功试题

如图所示，搬运工人用滑轮组在20s内将重为270N的重物匀速提升6m，所用拉力为100N，则他所做的有用功是       J，额外功是        J，拉力的功率是           W，滑轮组的机械效率是          。

如图所示，斜面长5m，高3 m，小明用绳子沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为240N，绳重不计。求：

（1）小明做的有用功；
（2）斜面的机械效率。
（3）木块与斜面间的摩擦力

在农村常有家庭挖井取水。小明同学用如图甲所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。不计绳重和摩擦，求：

⑴有用功；
⑵滑轮组的机械效率；
⑶拉力的大小；
⑷动滑轮的重。

（内蒙古呼和浩特）已知斜面倾角为30°，斜面高为2m．小兵同学用绳子沿斜面将重为400N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端．拉力大小为300N，绳重不计．求：
（1）小兵对木箱做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）斜面对物体施加的摩擦力．

小华到商厦看到载货电梯后，对其结构和工作原理产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到，电梯是通过电动机带动钢丝绳，利用滑轮组来提升货物，其机械部分结构如图甲所示，某次工作电梯在25s内将质量为500kg的重物匀速提升15m，电动机对钢丝绳的拉力为F＝3×10³N，为了安全，电梯设置有超载自动报警系统，其控制电路工作原理如图乙所示，已知电源电压U＝8V，保护电阻R₁＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R₂的阻值随压力F大小变化如图丙所示，求：

（1）提升物体的有用功率；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）当电流表示数达到20mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于多少N？

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，不计绳重及绳与滑轮的摩擦，铁块重 $79N$，被匀速提升 $2m$，拉力 $F$做功 $200J({\rho }_{铁}=7.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$，求：

（1）此时滑轮组的机械效率？

（2）若该铁块 $G$浸没在水中时，铁块所受到的浮力是多少？

（3）将铁块浸没在足够深的水中时，用此滑轮组把铁块从水中匀速向上提升，当绳自由端的拉力做功为 $135J$时，铁块被提升了多少米（不计水的阻力）？

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 $W_{额}=2F_{2}s-F_{1}s$

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 $g=10N/\mathit{kg})$

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，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%

如图是用动滑轮提升货物 $A$的示意图。用 $300N$竖直向上的拉力 $F$使重 $500N$的货物 $A$在 $10s$的时间内匀速竖直上升了 $2m$。求：

（1）提升货物所做的有用功 $W_{有}$；

（2）拉力通过的距离及拉力的功率 $P$；

（3）动滑轮的机械效率 $\eta$。

用一个动滑轮把重 $80N$的沙袋从地面提到 $6m$高的脚手架上，所用的力是 $50N$，这一过程所做的有用功是　　 $J$，这个动滑轮的机械效率是　　。

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 $83.3\%$