Question

如圖所示，小明采取了三種不同方法往樓上運沙子，繩重于摩擦不計，下面分析正確的是

1. A.
   三種方法運沙子上樓所做的有用功均為600J
2. B.
   乙、丙兩種方法使用了動滑輪，可以省力，但同時費了距離
3. C.
   乙方法做的總功為780J，丙方法運沙子上樓的機械效率為87%
4. D.
   甲方法沒有使用滑輪，所做的額外功最少，所以機械效率最高

Answer 1

ABC
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外，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，額外功越多的，其機械效率一定越低．
解答：A、三種方法的最終目的都是要將100N的沙子提升6m，因此，其有用功為W_有用=Gh=100N×6m=600J，是相同的；故A選項正確．
B、乙、丙兩種方法使用了動滑輪，可以省力，但多移動了距離，所以使用動滑輪，省力，但費距離，故B選項正確；
C、乙方法做的總功為W_總乙=W_有用+W_額外2=Gh+（G_動+G_桶）h=100N×6m+（20N+10N）×6m=780J；
丙方法做的總功為W_總丙=W_有用+W_額外3=Gh+（G_動+G_袋）h=100N×6m+（20N+5N）×6m=690J；則機械效率為η==≈87%，故C選項正確；
D、甲種方法W_額外1=G_總1h=（G_人+G_桶）h=（400+20）N×6m=2520J；
乙種方法W_額外2=G_總2h=（G_動+G_桶）h=（20+10）N×6m=180J；
丙種方法W_額外3=G_總3h=（G_袋+G_動）h=（5+10）N×6m=90J；
因為三種方法中的有用功相同，甲種方法的額外功最多，所以機械效率最低，故D選項錯誤．
故選A、B、C．
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．