Question

如圖所示，工人師傅用三種方法把重170N的砂子運到三樓去．請你根據圖中所提供的信息判斷出哪種方法提升砂子的效率高？若用第二種方法提升砂子，當砂子裝的越多，提升砂子的機械效率將怎樣變化，說明原因（不計繩重和摩擦）．

Answer 1

【答案】分析：（1）無論選擇哪種方法，根據W=Gh可知，有用功相同，因此比較三次所做額外功的多少即可判斷效率的高低；
（2）選擇第二種方法時，通過比較有用功和額外功的變化可知效率的變化．
解答：答：（1）已知三種方法所做的有用功相同，第一次的額外功為克服人的重力和桶的重力做的功；第二次是克服桶的重力和動滑輪重力所做的功；第三次是克服口袋的重力和動滑輪重力所做的功，顯然第三次做的額外功最少，所以第三種方法提升砂子的效率高；
（2）使用第二種方法時砂子裝的越多，有用功（W_有用=G_砂?h）越多，額外功W_額=（G_桶+G_動）?h不變，有用功占總功的比值越大，所以機械效率越高．
點評：本題考查了學生對有用功、額外功、總功、機械效率的了解與掌握，本題關鍵有二：一是能從圖中得出相關信息，特別是到三樓上升的高度是兩層樓高；二是不計繩重及摩擦，額外功的求法W=（G_輪+G_桶）h或W=（G_輪+G_袋）h．