Question

各种机械在使用时，产生额外功的原因不同，要根据具体情况具体分析．请分析图中三种做功情况（设滑轮的规格相同），产生额外功最少的是    图，若钩码规格相同（每只50g），在三种情况中，钩码均被提高0.2 m，各种情况下机械做的有用功均为    J，由此可判断出    的机械效率最大．

Answer 1

【答案】分析：①从我们的目的出发，我们必须要做的功叫有用功；并非我们需要，但又不得不做的功叫额外功．人使用机械做的功为总功，总功是有用功和额外功的总和．
②用动滑轮提升物体时，人的目的是使物体上升，但同时动滑轮也上升了．将物体提升到一定高度所做的功是有用功，克服摩擦力及动滑轮的重力所做的功是额外功．
③机械效率是有用功占总功的比率，而总功是由有用功（对重物做的功）和额外功（机械损耗带来的）组成．
④“用滑轮或滑轮组提起同一重物”可知几个装置的所做的有用功是相等的，哪个装置所做的额外功少，机械效率就高．
解答：解：（1）机械效率的计算公式是η=×100%，由“用滑轮或滑轮组提起同一重物”可知这几个装置的所做的有用功是相等的，η的高低就取决于W_总．而W_总=W_有用+W_额外，使用滑轮或滑轮组时所做的额外功主要是克服动滑轮重和绳重、摩擦所做的功．只有图甲是一个定滑轮，额外功较少，总功也随之较少，有用功一定时，总功少，所以机械效率较高．
（2）W_有用=Gh=mgh=0.05kg×9.8N/kg×0.2m=0.098J
故答案为：甲，0.098，甲．
点评：比较机械效率的大小有两种方法：
一、在机械不变的情况下（额外功不变），有用功越多，机械效率就越大；
二、在有用功不变的情况下（对重物做的功不变），额外功越少（减轻动滑轮的重，加润滑油等），机械效率就越大．