你能相信吗,有一瓶单纯只会产生高达三十牛拉力的水,然而令人惊奇的是,它竟然能够拉起重达四百八十牛的成年人,你说奇不奇怪?就在最近,有这样一道中考物理模拟题,由于那极富想象力、脑洞大开的场景而迅速走红了,好多同学在一看到相关图示的时候,瞬间就陷入了困惑之中,心里直犯嘀咕:滑轮组的两头居然都存在着拉力初中物理画图题,那究竟哪一个才算是动力呢?到底是谁所做的功才能够称得上是有用功呢?就在今天,我们要把这道题目彻彻底底地剖析清楚,搞得一目了然初中物理画图题,顺便还会将滑轮组功、功率以及机械效率这些方面的核心考点一次性讲解透彻,助力你成功避开中考时可能出现的陷阱!
先看题目:

本题,要先搞懂 “我们到底要干嘛”
做滑轮组相关的题目,最为关键的并非是去套公式,而是要先将“目的究竟是什么”搞明白。“为了达成目的所做的功,才算是有用功”;而“为了达成目的所付出的全部努力,那便是总功”。在本题当中,我们的目的并非是使水瓶下降,并非是把绳子拉起,也并非是将动滑轮拉起,而是“把人拉起来”。所以,拉人所做的功,才是有用功!
能够弄明白这个逻辑,这道题其中一半的陷阱就不再起作用了。我们着手对选项一个一个地拆解来看呐。

选项 A:有用功为 300 焦?错!别把总功当有用功
许许多多同学,一旦瞅见水瓶的拉力为30牛,且下降了10米,便径直运用30乘以10得出300焦,进而就认定这是有用功。然而可别忘记呀,我们的目标是拉人,并非是让水瓶下降!唯有拉人所做的功,才是实实在在的有用功。绳子拉人的力是480牛,人往上升了0.5米,恰似你用480牛的力量把物体举高0.5米一样,如此做的功才是针对人做的功。通过计算得出,有用功实际上是240焦,所以A选项当中的300焦,实际上是水瓶拉动绳子所做的“总功”,而根本并非是有用功,应直接予以排除。
选项 B:F₁做的功等于 F₂做的功?错!别忽略额外功
有同学会怀疑问道:“水瓶所做的功与拉人所做的功,难道不该是一样的吗?” 这分明就是典型地忽略了滑轮组的额外功!滑轮组在工作之际,绳子跟滑轮之间存在着摩擦,滑轮自身也是有重量的,而这些都会耗费一部分能量。恰似当你运用滑轮组去提水时,拉绳子所做的功,必定会比水的重力所做的功要多,多出来的那部分便是克服摩擦以及滑轮自重的额外功。所以,水瓶拉绳子所做的总功(300焦),必定要比拉人的有用功(240焦)大,两者是不可能相等的,B选项是错误的。
选项C:F₁所做的功的功率是不是大于F₂所做的功的功率呢?答案是对的!必须得紧抓“时间相同”这个潜藏着的条件!
功率指的是 “做功的快慢”,其公式为功除以时间。不少同学看到 F₁仅仅有 30 牛,而 F₂有 480 牛起步网校,便会下意识地认为 F₂的功率更大,实际上这是个误区。在本题当中,水瓶下降与人上升是同时起始、同时结束的,二者的运动时间是完全相同的!鉴于时间相同,那么谁做的功多,谁的功率就会更大。F₁做的总功是 300 焦,F₂做的有用功是 240 焦,300 焦比 240 焦大,因此 F₁的功率自然更大,C 选项是正确的。
选项D,滑轮组的机械效率是80% ,对吗?对的!要记住效率的那个可通用的公式。
不论滑轮组以怎样的方式进行绕线,机械效率的公式始终都是“有用功除以总功再乘以100%”。在此题当中,有用功是拉人的240焦,总功是水瓶拉住绳子的300焦,将240除以300,计算得出为80%。许多同学会对滑轮组的绕线方式感到纠结,实际上丝毫不必要,不管绳子如何绕,只要明确了有用功和总功,效率直接套用公式就能计算出来,由此D选项是正确的。
其实,这道题藏着的滑轮组解题 “黄金法则”
一、想要分清功的类型,得先找到“目的”,只需要问自己这么一句“我做这个功,究竟是为了什么呢?”,如此便能区分出有用功与总功。与目的相对应的那个功就是有用功,由动力所做的功则是总功,而额外功始终都是这两者之间的差值。另外是功的计算,力和距离必须要“对应”,比如拉人的力,仅仅只能去乘以人上升的高度;拉绳子的力,仅仅只能去乘以绳子移动的距离,千万可别胡乱套用数据。还有功率比大小,优先去看“功和时间”,要是两个过程的时间是一样的,直接去比较功的大小就可以了;要是功相同,那就再去比较时间,不用非得死算公式。四、仅就实际情形而言,被使用的滑轮组无论怎样,是必然总归会存在额外功的,如此一来,其机械效率就永远会小于1,绝不可能达到100%,所以一旦碰到选项中出现等于100%这种情况,那就直接将其排除掉。
这道题目,看起来场景是那般新奇,然而实际上考查的通通都是滑轮组的基础考点,出题的老师仅仅是换了个“水瓶拉人”这样的外壳罢了,其核心终究还是“分清功的类型”。在中考复习这个阶段,碰到这类“反常识”的题目之时,千万不要慌张,首先要回归到课本的基础上去,抓住“目的”这个关键要点,不管再怎么复杂的场景,也都是能够拆解成为简单的知识点的。
离中考只剩下一个多月时间了,建议大伙把曾经做过的滑轮组错题取出来,对照着这道题的解题思路重新梳理一遍,瞧瞧自己是否也出现过 “将有用功和总功弄反” 的失误。把基础的逻辑理解透彻,中考碰到再新奇的题目,也能够一下子洞察考点!