D．FA>FB，WA>WB
同步训练
A卷（基础演练）
一、选择题
1、林雨同学将掉落在地面的物理课本捡起来放在课桌上，他对课本所做的功最接近于（）
A．0.02JB．0.2J
C．2JD．20J
2、下列说法中，正确的是（）
A．乘电梯上楼的人克服重力做了功
B．走楼梯上楼的人没有克服重力做功
C．头顶重物在水平道路上行走的人克服重力做了功
D．工人推车在光滑的水平冰面上匀速前进，工人对车做了功
3、对于机械做功，下列说法中正确的是（）
A．省距离的机械一定费力，但可以省功
B．省力的机械一定费距离，但可以省功
C．省力的机械一定费距离，但不省功
D．省距离的机械可以省力，但不省功
4、大伟同学用一个距离手3m的高空定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮下方沿水平方向移动4m，如图15-1-7所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功？
A．200J
B．300J
C．400J
D．500J
5、如图15-1-8所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F使用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动，此时弹簧测力计的示数是8N，如果滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不考虑，那么物体A与水平面间的摩擦力及2s内F所做的功分别为（）
A．8N，32JB．16N，32J
C．8N，64JD．16N，64J
6、一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30m，在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（）
A．3000JB．500J
C．150JD．0J
7、用一水平推力使重为800N的小车在水平道路上前进了10m，当撤去推力后，物体又前进了2m，如图15-1-9所示，若推力对小车做的功为400J，则推力大小为（）
A．400NB．200N
C．40ND．33.3N
8、一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，在下图中，能反映恒力所做的功与时间的对应关系是（）
二、填空题
9、掷空心球是我市初中生体育测试项目之一，某同学将质量为2kg的实心球从地上拿起，用双手举高2m后用力抛出，球恰好落在9分线上，在举高过程中该同学克服实心球的重力做功J（g取10N/kg）。
10、重50N的物体在15N的水平推力使用下沿水平路面前进了4m，推力对物体做的功是J，当推力撤消后，该物体由于惯性又前进了1m，在这个过程中，推力对物体做的功是J。
11、图15-1-10是2008年北京奥运会射击运动员射击比赛的图标，该图标生动地说明运动员要想击中靶心，都要闭上一只眼，然后让另一只眼和枪上的准心、靶心在同一直线上，这是利用了的原理；如果枪膛长30cm，火药在枪膛内对子弹的推力是100N，子弹离开枪膛后前进了50m，则火药对子弹所做的功是J。
12、物块A在滑轮组的使用下，10s内沿水平地面匀速移动了1m，拉力F的大小如图15-1-11所示，不计绳和滑轮重，拉力F所做的功是J。
13、如图15-1-12所示，某工人用两种方法将同一个装有水的容器从地面搬到车上。
（1）用甲图所示的方法，此工人对容器做的功为J；用乙图所示的方法，此工人对容器做的功为J。
（2）通过上述计算，你发现使用斜面这类简单机械做功时，遵循的规律是。
B卷（巩固提高）
三、计算题
14、一辆重为6×104N的汽车以10m/s的速度匀速驶上一个长为500m的斜坡，已知汽车的牵引力为4.8×103N，求：
（1）汽车从斜坡底端到达顶端所需时间。
（2）汽车牵此力所做的功。
15、为办好2010年亚运会，广州市兴建了大型体育场，施工人员用挖掘机开挖地基，挖掘机每次可将0.8m3体积的泥土举高3m，再水平移动5m倒入卡车货箱，此过程中挖掘机对泥土做了多少功？
（泥土密度为1.5×103kg/m3，g取10N/kg）
16、如图15-1-13所示的水平地面上，一个底面积为0.16m2、重为4000N的物体，在2000N的水平推力作用下，8s内匀速前进了10m，求：
（1）推物体前进的速度是多大？
（2）物体在运动过程中受到的摩擦力是多大？
（作出推力的示意图）
（3）推力在这8s内对物体做了多少功？
（4）物体对地面的压强是多大？
四、综合能力题
17、有一次李明问王刚：
“我在公路上推一辆质量是200kg的小车，匀速前进了20m，我做了多少功……”还没等李明说完，王刚就做出了答案：
“4000J”。
李明说：
“王刚你算错了”。
王刚不服气地争辩道：
“不会错的！
根据公式W=Fs，你用力推200kg的车，使车移动了20m，做功当然是200kg×20m=4000J”.
阅读完上述材料，请你分析一下，看一看王刚同学说的是否对，为什么？
二机械效率
课前预习
1、利用机械做功时，必须做的功叫，不需要但又不得不做的功叫，两者之和叫。
2、有用功500J，总功600J，则额外功是J。
3、建筑工地上起重机提起装有水泥浆的手推车时，提所做的功是有用功，提所做的功是额外功。
4、跟的比例称为机械效率，使用机械时，由于存在额外功，因此所做的有用功必须总功，机械效率必须1（后两空填“大于”“小于”或“等于”）
5、使用机械效率高的机械，一定（）
A．省距离B．省时间
C．省力D．有用功占总功的比例高
6、用动滑轮将200N的物体提到5m高的楼上，绳端的拉力是105N，那么有用功是J，额外功是J，总功是J，机械效率为，
名师导学
知识精讲
新知人：
有用功、额外功、总功
有用功：
有用功可理解为一种“目的”功。
例如，用滑轮组匀速提升重物时，使用机械的目的是提高重物，那么克服物体的重力做的功是有用或，即W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，使用机械的目的是水平移动重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即W有用=fs。
额外功：
指对人们无用但又不得这额外做的或，即克服机械自重和自身部件的摩擦而做的功，由于机械自重和摩擦总是存在的，因而额外或是不可避免的，对任何实际的机械总有W额外>0。
总功：
总功是人们使用机械时动力总共做的功，这其中既有通过机械克服物体阻力做的有用功，又有克服机械自身重力和摩擦做的额外功，所以有用功、额外功和总功的关系是W总=W有用+W额外。
注意：
计算有用功时，要注意结合实际情况来判定，例如用水桶从井中提水时，水桶掉进井里，从井里捞桶时，这两种情况下的有用功就不用。
【例1】小刚用力将一桶水从井里提上来，他对做的功是有用或，对做的功是额外功。
解析小刚的目的是将水从井里提上来，所以他对水做的功是有用功，要想将水从井里提上来又不得不用桶，因此对桶做的功是额外功。
答案水桶
举一反三：
在“学雷锋，见行动”的活动中，小明坚持每天给孤寡老人王奶奶挑水，有一次在井边提水时，小明不小心将水桶掉到井里去了，他设法将水桶捞了上来，在“提水”和“捞桶”这两个过程中，下列说法正确的是（）
A．用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是有用功
B．用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是总功
C．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功
D．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功
新知2：
机械效率
（1）机械效率：
有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示。
机械效率=（有用功÷总功）×100%，即η=（W有用÷W总）×100%
说明：
①三种功的计算方法及关系：
W总=Fs，W有用=Gh（适用于利用机械沿竖直方向提升重物），W有用=Fs物（适用于利用机械沿水平方向移动物体），W额外=W总－W有用；②任何实际机械的机械效率η<1，且η是一个没有单位的量。
（2）机械效率是用来表示机械对总功的利用率的物理量。
注意：
①由于有用功是总功的一部分，所以机械效率总小于1；②机械效率的高低与利用机械省力多少是两回事，不能混为一谈；③额外功是指使用机械工作时对人们无用的功，这类功有时可以设法减小，但无法避免；④在求某一机械的机械效率时，一定要正确区分有用功和总功，一般来说，人们或其他动力对某一机械所做的功是总功，而该机械对物体所做的功是有用功。
（3）提高机械效率的办法：
减小额外功是提高机械效率的有效方法，改进机械结构，使它更合理、轻巧；对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦。
【例2】下列说法中正确的是（）
A．机械效率越高的机械做功越快
B．机械效率越高的机械做功越多
C．机械效率越高的机械有用功占总功比例越大
D．机械效率越高的机械做的有用功多
解析该题考查了对机械效率概念的理解，根据公式η=W有用÷W总可知，机械效率表示的是有用功占总功的百分比，与做功的多少无关。
答案C
举一反三：
甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度，两者相比，甲升降机（）
A．电动机做的总功较少B．电动机做的总功较多
C．提升重物做的有用功较少D．提升重物做的有用功较多
新知3：
斜面的机械效率
在斜面高一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；在斜面的长、高一定时，斜面越光滑，机械效率越高。
注意：
利用斜面时，动力所做的功等于克服重力所做的功和克服摩擦力所做的功的总和，用公式表示为FL=Gh＋fL。
【例3】利用如图15-2-1所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端，已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为（）
A．40%B．50%
C．80%D．100%
解析机械效率η=W有用÷W总=Gh/Fs=（100N×2m）÷（50N×2×5m）=40%
答案A
举一反三：
如图15-2-2所示是一组合搬运机械，它由一个电动机和一个带有定滑轮的斜面组合而成，已知斜面长为6m、高为3m。
现用该机械将一质量为0.6t的重物，从地面匀速搬运到3m高的平台，电动机消耗的电能为4.5×104J，电动机输出的机械功为3.6×104J，则此过程中，使用该机械所做的额外功为J，该组合机械的机械效率为。
（g取10N/kg）
新知4：
滑轮组的机械效率
同一个动滑轮，提升重物越重，机械效率越大。
不同的动滑轮，提升相同的重物，动滑轮自重越小的机械效率越高。
注意：
关于滑轮组的机械效率。
（1）总功的绳子自由端计算，即W总=F绳s绳=F拉s绳；
（2）有用功在动滑轮一侧计算，当滑轮沿竖直方向上升时，W有用=Gh；当滑轮沿水平方向移动时，W有用=F轮s物=F阻s阻
（3）绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h及绳子的段数n的关系：
s=nh，n要在动滑轮一侧确定。
【例4】图15-2-3中，重为500N的物体与地面间的摩擦力是150N，为使物体匀速移动，必须在绳端加60N的水平拉力，则滑轮组的机械效率约为；若物体移动速度为0.2m/s，则1min内拉力做的功是J。
解析解答本题首先要分清动滑轮和定滑轮，由题图可知左边为动滑轮，右边为定滑轮，摩擦力由3股绳子承担，物体的移动速度为0.2m/s，则1min内物体移动的距离S1=Vt=0.2m/s×60S=36m，则拉力做的功W总=Fs2=60N×36m=2160J，做的有用功为W有用=fs1=150N×12m=1800J，机械效率为η=W有用÷W总=1800J/2160J≈83.3%。
答案83.3%2160
举一反三：
小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图15-2-4所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）
A．F1>F2，η1=η2
B．F1>F2，η1>η2
C．F1D．F1η2
方法规律
本节学习的是机械效率的相关问题，要明确：
①有用功：
W有用=Gh；②总功：
W总=Fs；③机械效率：
η=W有用/W总=Gh/Fs；④应用时的一般思路是：
首先搞清机械的结构，其次要明确有用功、额外功和总功，最后进行机械效率的确定。
点击中考
【例1】（2011芜湖）在“探究有哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用图15-2-5所示装置测得了四组数据，如下表所示。
实验
次数
钩码重
G/N
钩码上升的
高度h/cm
测力计的示
数F/N
测力计移动
的距离s/cm
1
3
2
1.2
6
2
3
5
1.2
16
3
3
8
1.2
26
4
3
10
1.2
30
（1）前3次实验中，第次数据明显出现错误，应当剔除。
（2）第4次实验中，有用功是J，总功是J，滑轮组的机械效率为。
（3）根据以上信息，请判断：
该小组设计这4次实验的目的是探究滑轮组的机械效率与是否有关。
解析：
（1）从图中可知承担总重的绳子股数为3股，在第3次实验中，测力计移动的距离S=3×8=24cm。
（2）在第4次实验中，有用功W有用=Gh4=3N×0.1m=0.3J，总功W总=F4S4=1.2N×0.3m=0.36J，滑轮组机械效率η=W有用/W总×100%=0.3J/0.36J×100%≈83.33%。
（3）在这四次实验中，只改变钩码上升的高度，故该小组设计的这四次实验的目的是探究滑轮组的机械效率与钩码上升的高度是否有关。
答案
（1）3
（2）0.30.3683.33%
（3）钩码上升的高度
1、（同类拷贝·中考预测）如图15-2-6所示，在“测滑轮组机械效率”的实验中，物体重为5.4N。
（1）实验时要竖直向上且拉动弹簧测力计，若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图15-2-6所示，是N，则滑轮组的机械效率是。
（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将（填“增大”“减小”或“不变”）（不计摩擦）
【例2】（2011潍坊）小红家在装修房子，她设计了如图15-2-7所示的搬运方案，帮助工人师傅将沙子、水泥等材料运到四楼阳台，四楼阳台到地面的距离为9米，若工人用500N的力将重为800N的材料提到四楼阳台，他做的有用功是J，该装置的机械效率η=。
解析W有用=Gh=800N×9m=7200J；绳子自由端移动的距离s=2h=2×9m=18；W总=Fs=F×2h=500N×18m=9000J；η=W有用/W总=7200J/9000J=80%。
答案720080%
2、（同类拷贝·中考预测）为了将放置在水平地面上，重为100N的重物提到高处，小明同学设计了图15-2-8所示的滑轮组装置。
当小明用图15-2-9甲所示随时间变化的竖直向上拉力F拉绳时，重物的速度V和上升的高度h随时间变化的关系图象分别如图15-2-9册和15-2-9丙所示，若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。
求：
（1）在1-2s内，拉力F做的功W。
（2）在0-1s内，重物对地面的压强P。
【例3】（2011苏州）如图15-2-10所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。
下表是提升物体时采集到的信息：
物重
G/N
OA/m
OB/m
A端上升的
高度h/m
B端下降的竖直
距离s/m
40
0.8
0.4
0.2
0.1
（1）若不计杠杆自重和摩擦，求拉力F的大小。
（2）若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率。
解析
（1）不计杠杆自重和摩擦，由平衡条件可知：
F·OB=G·OA，F=80N。
（2）拉力做的总功W总=F·s=90N×0.1=9J
W有用=Gh=8J
η=W有用/W总=8J/9J=88.9%。
答案：
（1）80N
（2）88.9%
3、（同类拷贝·中考预测）图15-2-11是小枫探究影响斜面机械效率因素的实验装置，他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿着不同的斜面匀速向上运动，实验测量的数据如下表。
实验
次数
斜面
倾角
斜面
材料
物重
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面
拉力F/N
斜面长
s/m
有用功
W有用/J
总功
W总/J
机械效率
η
1
20°
木板
5
0.27
3.5
0.8
1.35
2.80
48.2%
2
30°
木板
5
0.40
4.3
0.8
2.00
3.44
58.1%
3
40°
玻璃
5
0.51
4.2
0.8
2.55
3.36
75.9%
4
40°
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