Question

如图所示，不计绳重及摩擦，小聪用桶、小明用口袋，各装重120N的砂子从一楼运上三楼，均需50S的时间．小聪做的有用功为________J．小明做的额外功是________J．两人中功率较大的是________，机械效率较高的是________（选填其中一人）

Answer 1

720    90    小聪    小明
分析：（1）根据图示求出提升沙子的高度h，知道沙子重，利用W=Gh求小聪和小明做的有用功；
（2）不计绳重及摩擦，提升桶和动滑轮做的功为额外功，利用W=（G_轮+G_桶）h、W=（G_轮+G_袋）h计算小聪和小明额外功；
在时间相同的情况下，做功越多的其功率越大；在有用功一定的情况下，额外功越少的，其机械效率越高．
解答：（1）如图，提升高度h=2×3m=6m，
小聪和小明做的有用功：
W_有用=G_沙h
=120N×6m
=720J；
（2）不计绳重及摩擦，小聪做的额外功：
W_额1=（G_桶+G_轮）h
=（20N+10N）×6m
=180J；
小明做的额外功：
W_额2=（G_轮+G_袋）h
=（5N+10N）×6m
=90J；
∵两人的做功时间相同，
小聪做的总功=720J+180J=900J；小明做的总功=720J+90J=810J．
由公式P=得，小聪做的功多，
∴所以小聪的功率大．
∵小聪和小明所做的有用功相同，小明的额外功少，η=×100%，
∴小明的机械效率高．
故答案为：720； 90； 小聪； 小明．
点评：本题考查了学生对有用功、额外功、总功、机械效率的了解与掌握，本题关键有二：一是能从图中得出相关信息，特别是到三楼上升的高度是两层楼高；二是不计绳重及摩擦，额外功的求法W=（G_轮+G_桶）h或W=（G_轮+G_袋）h．