《2025年基础训练大象出版社八年级物理下册教科版》

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有用功和额外功 使用机械时,无论采取哪种方法都必须做的功叫作________;除此之外,对完成工作并非需要但又不得不做的功叫作________。________加上________是总共做的功,叫作________。
机械效率 ①如果用________表示总功,________表示有用功,________表示额外功,则它们的关系是________。
②物理学中把________叫作机械效率。机械效率越高,说明________越大。机械效率的符号是________,常用百分数表示,其公式是________。
③提高机械效率的主要方法是________或________。通常,起重机的机械效率是________,抽水机的机械效率是________。

答案： 有用功；额外功；有用功；额外功；总功；
①$W_{总}$；$W_{有}$；$W_{额}$；$W_{总}=W_{有}+W_{额}$；
②有用功与总功的比值；有用功占总功的比例；$\eta$；$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}× 100\%$；
③减小额外功；增大有用功；40%-50%；60%-80%
解析：根据机械效率基础知识填空，有用功是必须做的功，额外功是额外做的功，总功等于两者之和；机械效率是有用功与总功的比值，符号$\eta$，提高效率的方法是减小额外功或增大有用功，起重机和抽水机效率为常见范围。

1.(★★)用三种方法把沙子从一楼运上三楼,如图11.4-1,三种方法中做额外功的原因分别是:①________;②________;③________。根据图中数据计算出三种方法所做的有用功均为________J,其中一种方法做的总功最多,等于________J。

答案： ①人克服自身重力做功；②克服桶(或口袋)的重力做功；③克服动滑轮的重力做功；2000；2600
解析：额外功原因：方法一（人扛）需克服自身重力，方法二（用桶）需克服桶重力，方法三（用动滑轮）需克服动滑轮重力；有用功$W_{有}=G_{沙}h=400\ N× 5\ m=2000\ J$（假设到5m高宿舍）；总功最多的是方法一，$W_{总}=W_{有}+W_{额}=2000\ J+(400\ N+20\ N)× 5\ m=2600\ J$。

2.(★★)体重是400N的同学用重10N的水桶,提重为100N的水沿楼梯到5m高的宿舍里使用,完成这一次提水,做的有用功和额外功分别是【 】
A.500J 50J B.500J 2050J C.550J 2000J D.2500J 50J

答案： B
解析：有用功$W_{有}=G_{水}h=100\ N× 5\ m=500\ J$；额外功$W_{额}=(G_{人}+G_{桶})h=(400\ N+10\ N)× 5\ m=2050\ J$。故选B。

3.(★★)下列关于机械效率的说法正确的是【 】
A.机械效率可以提高到100%
B.机械效率总小于100%
C.机械的功率越大,机械效率越高
D.机械效率越高,机械所做有用功就越多

答案： B
解析：A项，因存在额外功，机械效率不可能达到100%；B项，总小于100%，正确；C项，功率与效率无关；D项，效率高表示有用功占比大，而非总量多。故选B。

4.(★★)如图11.4-2所示,起重机将重$6× 10^{3}\ N$的货物匀速提升10m,它的电动机做功为$1.25× 10^{5}\ J$,起重机匀速提升货物做的有用功为________J,机械效率为________。对于实际机械,机械效率总小于100%的原因是________。

答案： $6× 10^{4}$；48%；存在额外功(如克服机械自重、摩擦等)
解析：有用功$W_{有}=Gh=6× 10^{3}\ N× 10\ m=6× 10^{4}\ J$；机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}× 100\%=\frac{6× 10^{4}\ J}{1.25× 10^{5}\ J}× 100\%=48\%$；实际机械因存在额外功（如机械自重、摩擦），效率小于100%。