八年级物理下《有用功、额外功和总功》有关练习题

在物理学中，机械效率的学习离不开对有用功、额外功和总功的准确理解与计算。这三个概念是衡量机械性能的基础，也是解决实际问题的关键。下面，我们通过一些练习题来检验和巩固所学知识，希望能帮助同学们更好地掌握这部分内容。一、基础巩固选择题1.关于有用功和额外功，下列说法正确的是（）A.有用功一定大于额外功B.额外功是不需要做的功C.有用功是我们为达到目的必须做的功D.总功等于有用功和额外功的差2.用一个动滑轮将重为G的物体匀速提升h高度，动滑轮的重力为G动（不计绳重和摩擦），则拉力做的总功是（）A.GhB.G动hC.(G+G动)hD.(G-G动)h判断题1.用水桶从井中提水时，对水做的功是额外功，对水桶做的功是有用功。（）2.总功一定等于有用功加上额外功。（）计算题1.小明用一个定滑轮将重为400N的货物匀速提升了2m，所用的拉力为450N。求在此过程中做的有用功、总功各是多少？二、能力提升计算题1.工人师傅用如图所示的滑轮组（不计绳重和摩擦）将重为600N的物体匀速提升了3m，已知动滑轮的总重为150N。求：（1）工人师傅做的有用功是多少？（2）工人师傅做的总功是多少？（3）在此过程中，克服动滑轮重力做的额外功是多少？2.用一个动滑轮将一袋重180N的大米匀速提升到10m高的楼上，所用的拉力为100N。求：（1）做的有用功是多少？（2）做的总功是多少？（3）这个动滑轮的额外功是多少？综合分析题1.某同学想把陷在泥地里的汽车拉出来，他用一根绳子系在汽车上，然后沿水平方向用200N的力拉绳子，使汽车在水平方向上移动了1m，但汽车并没有被拉动。请问：在此过程中，该同学是否做了功？如果做了功，做的是有用功、额外功还是总功？请说明理由。参考答案与解析一、基础巩固选择题1.C解析：有用功是为了达到我们的目的必须做的功，C正确；有用功不一定大于额外功，例如使用很笨重的机械时，A错误；额外功是并非我们需要但又不得不做的功，并非“不需要做”，B错误；总功等于有用功与额外功之和，D错误。2.C解析：使用动滑轮提升物体时，若不计绳重和摩擦，拉力F=(G+G动)/2，绳子自由端移动的距离s=2h，所以总功W总=Fs=(G+G动)/2×2h=(G+G动)h。判断题1.×解析：用水桶从井中提水时，目的是提水，所以对水做的功是有用功，对水桶做的功是额外功。2.√解析：总功的定义就是有用功与额外功之和。计算题1.解：有用功W有=Gh=400N×2m=800J使用定滑轮时，绳子自由端移动距离s=h=2m总功W总=Fs=450N×2m=900J答：有用功是800J，总功是900J。二、能力提升计算题1.解：（1）有用功W有=Gh=600N×3m=1800J（2）不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功W额=G动h=150N×3m=450J总功W总=W有+W额=1800J+450J=2250J（3）由（2）可知，克服动滑轮重力做的额外功W额=450J答：（1）有用功是1800J；（2）总功是2250J；（3）额外功是450J。2.解：（1）有用功W有=Gh=180N×10m=1800J（2）使用动滑轮，绳子自由端移动距离s=2h=2×10m=20m总功W总=Fs=100N×20m=2000J（3）额外功W额=W总-W有=2000J-1800J=200J答：（1）有用功是1800J；（2）总功是2000J；（3）额外功是200J。综合分析题1.答：该同学做了功。根据做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。该同学对绳子施加了200N的水平拉力，绳子也对汽车施加了拉力，汽车在水平方向上移动了1m（虽然未被拉动，但题目明确说明“使汽车在水平方向上移动了1m”）。因此，该同学的拉力对绳子做了功，绳子对汽车做了功。在此过程中，该同学的目的是将汽车拉出泥地，即希望汽车在拉力方向上移动一段距离并最终脱困。虽然汽车移动了1m，但并未达到“拉出泥地”的最终目的。不过，从功的定义本身来看，只要有力且在力的方向上有距离，功就存在。这里同学做的功是总功。由于汽车最终未脱困，从“拉出泥地”这个最终目的而言，此过程中的有用功为零（因为没有达到预期的有用效果），额外功等于总功。或者说，如果我们仅考虑“拉动汽车移动1m”这个过程，那么克服汽车与地面间的摩擦力做的功是有用功，同学做的总功等于克服摩擦力的有用功加上可能存在的其他额外功（如绳子形变等，但题目未提及，可简化认为总功主要用于克服摩擦）。但根据题目描述“汽车并没有被拉动”（这里可能指未被拉出泥地，而非完全没动，因为后面说“移动了1m”），所以核心在于，同学付出了