Question

（2006?黑龍江）要把重100N的沙子從一樓地面運上三樓，現有如圖所示的三種方法．根據圖中給出的數據，試回答下列問題．（樓板的厚度不計） 
（1）三種方法的有用功是

相同

的．（選填“相同”或“不相同”）
（2）若不計摩擦和繩重，試計算出三種方法的額外功．
（3）比較三種方法的機械效率哪一種最高，說出理由．

Answer 1

分析：（1）有用功是由工作的目的決定的，不管使用何種機械，只要最終完成的工作任務一樣，其有用功就是相同的；
（2）使用不同方法時，除提沙子所做的功以，其余的都是不想做但又不得不做的額外功，因此，分別找出其額外功的產生原因，進行計算即可；
（3）在有用功相同的情況下，額外功越少的，其機械效率一定越高．

解答：解：（1）三種方法的最終目的都是要將100N的沙子提升6m，因此，其有用功是相同的；
（2）第①種方法W_額外1=G_總1h=（G_人+G_桶）h=（400+20）N×6m=2520J；
第②種方法W_額外2=G_總2h=（G_動+G_桶）h=（20+10）N×6m=180J；
第③種方法W_額外3=G_總3h=（G_袋+G_動）h=（5+10）N×6m=90J；
（3）因為三種方法中的有用功相同，第③種方法的額外功最小所以機械效率最高．
故答案為：（1）相同；
（2）三種方法的額外功分別為：W_額外1=2520J；W_額外2=180J；W_額外3=90J；
（3）第③種方法的機械效率最高．因為三種方法中的有用功相同，第③種方法的額外功最小所以機械效率最高．

點評：此題重點考查了對有用功、額外功、總功的理解，有用功是工作的任務決定的，額外功是除工作任務以外，不得不做的功，而總功是有用功與額外功的總和．