南方新课堂金牌学案九年级物理沪粤版
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例2 在抗洪抢险行动中，小明需要把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力，他用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时1min将重物匀速地推到车上。此过程中小明对重物做的有用功为
4800
J，总功为
6000
J，额外功为
1200
J。（g取10N/kg）
答案：4800；6000；1200
解析：有用功$W_{有}=Gh=mgh=240kg×10N/kg×2m = 4800J$；总功$W_{总}=Fs=1200N×5m = 6000J$；额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有}=6000J - 4800J=1200J$。
例3 [易错题]下列说法中正确的是（
C
）
A. 机械效率越高，机械做功一定越快
B. 做功越多的机械，机械效率一定越高
C. 有用功占总功比例越大，机械效率越高
D. 通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
答案：C
解析：机械效率是有用功与总功的比值，与做功快慢（功率）无关，A错误；做功多但有用功占比低，效率不一定高，B错误；有用功占比越大，效率越高，C正确；额外功不可避免，效率不可能100%，D错误。
针对训练 工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做的（
D
）
A. 有用功减小，总功不变
B. 有用功增加，总功增加
C. 有用功减小，总功减小
D. 有用功不变，总功减小
答案：D
解析：提升同样重物，有用功$W_{有}=Gh$不变；加润滑油减小摩擦，额外功减小，总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}$减小，D正确。
例4 随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房。小明每个周末回家都会到健身房锻炼身体，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。如果小明每次用250N的拉力向下拉动拉杆，使质量为20kg的配重在0.4s内匀速升高40cm后，再放手让其自由落下。不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg。求：
（1）小明拉动拉力器过程中克服配重的重力所做的有用功；
（2）小明拉动拉力器的功率P；
（3）小明锻炼过程中拉力器的机械效率η。
答案：（1）80J；（2）250W；（3）80%
解析：
（1）配重重力$G=mg=20kg×10N/kg = 200N$，高度$h = 40cm=0.4m$，有用功$W_{有}=Gh=200N×0.4m = 80J$；
（2）由图知绳子段数$n = 2$，拉力移动距离$s=nh=2×0.4m = 0.8m$，总功$W_{总}=Fs=250N×0.8m = 200J$，功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{200J}{0.4s}=250W$；
（3）机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{80J}{200J}×100\% = 80\%$。
