一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题
1．如图所示，工人师傅用 500N 的拉力向下拉绳，使重为 900N 的物体在 10s 内匀速上升了 3m，此过程中忽略绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．人通过滑轮组做的有用功为 1500J B．拉力 F 的功率为 150W C．动滑轮重为 200N D．滑轮组的机械效率为 90％ 【答案】D 【解析】 【详解】
A．人通过滑轮组做的有用功是
W有用?Gh?900N?3m?2700J
A错误；
B．物体在10s内匀速上升了3m，托着动滑轮的绳子有两条，那么人手拉的绳子那端移动距离是
s?2?3m?6m
移动的速度是
v?可知拉力F的功率为
s6m??0.6m/s t10sPF?Fv?500N?0.6m/s?300W
B错误；
C．由题意可知，忽略绳重和摩擦，托着动滑轮的绳子有两条，那么
G动?G物?2F
解得
G动?2F-G物?2?500N-900N?100N
即动滑轮重为100N，C错误； D．滑轮组的总功是
W总?Fs?500N?6m?3000J
由上述可知，滑轮组的机械效率为
??D正确。 故选D。
W有用W总?100%?2700J?100%?90% 3000J
2．如图所示，工人用沿斜面大小为750N的拉力把一箱重为1800N货物从底端匀速拉进车厢．此斜面的长为4m，高为1.5m.则该斜面的机械效率是_________，货物与斜面间的摩擦力是_____________N.在这个过程中，货物的机械能___________（选填“增大”、“不变”或“减小”）．
【答案】90% 75 增大 【解析】 【分析】 【详解】
工人做的有用功W有用=Gh=1800N×1.5m=2700J， 工人做的总功W总=Fs=750N×4m=3000J， 斜面的机械效率??W有W总=2700J?90%， 3000JW额s300J?75N， 4m克服摩擦做的额外功W额=W总-W有用=3000J-2700J=300J， 由W额=fs可得货物与斜面间的摩擦力f??货物从底端匀速拉进车厢，货物质量不变，所以货物的动能不变，重力势能增大，故货物的机械能增大．
3．一台起重机将3600N的货物提高4m，如果额外功是9600J，则该起重机做的有用功是_______J，机械效率是______。 【答案】1.44×104 60% 【解析】 【分析】
起重机是用来提升重物的，所以对重物做的功是有用功，总功是指有用功与额外功的和，从而根据机械效率的公式，，可求得机械效率。 【详解】
[1]该起重机做的有用功
W有?Gh?3600N?4m?1.44?104J
[2]该起重机的机械效率
W有1.44?104J???100%??100%?60% 4W总1.44?10J?9600J
4．如图所示，利用斜面向上移动物体可以_______（选填“省力”、“省距离”、“省功”）。小明把质量为50kg的木箱沿斜面拉了10m，使木箱上升了4m，如图所示，沿斜面向上用的拉力F＝250N，木箱以0.2m/s的速度匀速上升的过程中，斜面的机械效率为________，木箱在斜面上匀速运动时受到摩擦力为_______N。（g取10N/kg）
【答案】省力 80% 50 【解析】 【分析】 【详解】
[1]斜面也是一种简单机械，利用斜面向上移动物体可以省力。 [2]做的有用功
W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4m=2000J
拉力做的总功
W总=Fs=250N×10m=2500J
斜面的机械效率
??机械效率为80%。 [3]这个过程中，做的额外功
W有用W总?2000J×100%=80% 2500JW额外=W总-W有用=2500J-2000J=500J
克服摩擦做的功为额外功的唯一来源，因为W额外=fs，所以摩擦力的大小
f?摩擦力为50N。
W额s?500J=50N 10m
5．在如图所示的滑轮组中，用大小为5N的拉力F拉动绳端，使物体水平向左匀速滑动1m，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦，此时滑轮组的机械效率为90%，则物体与地面之间的摩擦力为_______N。
【答案】9 【解析】 【分析】 【详解】
由图知，n=2，拉力端移动距离
s=2s物=2×1m=2m
拉力做功
W总=Fs=5N×2m=10J
有用功为
W有??W总=90%?10J=9J
则物体与地面之间的摩擦力为
f?
W有9J=?9N 's1m6．小徐用如图所示的装置将重为600N的木箱A，以0.5m/s的速度从斜面底端匀速拉到顶端。拉力F=150N，斜面长L=5m，高h=2m，滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计，此装置的机械效率是_________，拉力F的功率是_________W，木箱A与斜面间的摩擦力是______N。
【答案】80% 150 60 【解析】 【分析】 【详解】
[1]将木箱拉到顶端所做的有用功
W有?Gh?600N?2m?1200J
而动滑轮绳子端的拉力F=150N，滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计,那么木箱受到的拉力
F1=2F=2×150N=300N
通过斜面所做的总功
W总=F1s=300N×5m=1500J
所以此装置的机械效率
??W有1200J??80% W总1500Jv=2×0.5m/s=1m/s
[2]由题意知，木箱的速度为0.5m/s，则绳子端的速度
那么拉力F的功率
P=Fv=150N×1m/s=150W
[3]在斜面上克服摩擦力做的额外功为
W额=W总-W有=1500J-1200J=300J
木箱所受的摩擦力
f=
W额L?300J=60N 5m
7．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升相同物体升高到相同的高度，不计绳子重和摩擦。则拉力FA__________FB，甲、乙两个滑轮组的机械效率?甲__________?乙。（均选填“<”“>”或“=”）
【答案】> = 【解析】 【详解】
[1]由题意可知，两滑轮组中动滑轮的重力相等，提升物体的重力相等，由图可知，n甲=2，n乙=3，不计绳子重和摩擦，则所用的拉力分别为
F甲?F乙?所以，甲的拉力大于乙的拉力。
11(G?G动)?(G?G动) n甲211(G?G动)?(G?G动) n乙3[2]将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时，因不计绳子重和摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，克服物体重力做的功为有用功，所以，拉力做的总功相等，所做的有用功相等，由??W有W总?100%可知，甲的效率等于乙的效率。
8．如图甲是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30米，宽15米，排水量60吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105W，若接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变
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