Question

要把重100N的沙子从一楼地面运上三楼，现有如图所示的三种方法．根据图中给出的数据，试回答下列问题．（楼板的厚度不计） 
（1）三种方法的有用功是______的．（选填“相同”或“不相同”）
（2）若不计摩擦和绳重，试计算出三种方法的额外功．
（3）比较三种方法的机械效率哪一种最高，说出理由．

Answer

（1）有用功是由工作的目的决定的，不管使用何种机械，只要最终完成的工作任务一样，其有用功就是相同的；
（2）使用不同方法时，除提沙子所做的功以，其余的都是不想做但又不得不做的额外功，因此，分别找出其额外功的产生原因，进行计算即可；
（3）在有用功相同的情况下，额外功越少的，其机械效率一定越高．
【解析】
（1）三种方法的最终目的都是要将100N的沙子提升6m，因此，其有用功是相同的；
（2）第①种方法W额外1=G总1h=（G人+G桶）h=（400+20）N×6m=2520J；
第②种方法W额外2=G总2h=（G动+G桶）h=（20+10）N×6m=180J；
第③种方法W额外3=G总3h=（G袋+G动）h=（5+10）N×6m=90J；
（3）因为三种方法中的有用功相同，第③种方法的额外功最小所以机械效率最高．
故答案为：（1）相同；
（2）三种方法的额外功分别为：W额外1=2520J；W额外2=180J；W额外3=90J；
（3）第③种方法的机械效率最高．因为三种方法中的有用功相同，第③种方法的额外功最小所以机械效率最高．