博学笃志，神闲气静 。 第十二章 简单机械 12-3- 机械效率 陈老师 1/2/23 情景导入 提出问题 　 直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相 同吗？ 实 验 G/N h/m 2 0.1 W 有 /J F/N s/m 0.2 1.2 0.2 W 总 /J 0.24 　结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。 　推论：使用任何机械不省功。 一、概 念 1 、有用功（ W 有）：对人们有用的功。 2 、额外功（ W 额）：人们不需要但又不 得 不做的功。 3 、总功（ W 总）：有用功与额外功的总和 。 4 、三者关系： W 总＝ W 有＋ W 额 例题解析 1. 用水桶从井中提水时，所做的有用功是 对水做的功，额外功是 功是 ，总 对桶做的功 。 对桶和水做的功 2. 如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来 的桶里带了一些水，有用功是 对桶做的功 ， 额外功是 对水做的功 ，总功是对桶和水做的功 。 1 对桶做功 克服自身重力 做功 对沙子做功 对沙子做功 对沙子做功 1 3 2 2 对桶做功 对滑轮做功 3 对口袋做功 对滑轮做功 二、机械效率 在使用机械工作时，我们总希望，有用功占总功 中的份额越大越好。它反映了机械的一种性能，物理 学中表示为机械效率。 　 1 ．定义：有用功跟总功的比值。 W W 有用 有用 2 . 公式 :    100 %    　 2 ．公式： W W  W 总 有用 额外 　 3 ．用百分数表示。机械效率总小于 1。 • 在理解机械效率的概念时要注意： • ① 机械效率没有单位（ 因为机械效率是有用功 跟 总功的比值 ）。 • ② 机械效率的大小总小于１（ 额外功的存在 ） 。 • ③ 机械效率的大小取决于Ｗ 有与Ｗ 总的比值， 即 有用功在总功中所占的比例。 • ④ 省力的机械不是机械效率高，而是更低。 • ⑤ 功率大小与机械效率高低无直接关系。 例题解析 1 ．关于机械效率的说法中正确的是 （C ） A ．越省力的机械，效率越高 B ．做有用功越多的机械，效率越高 C ．做相同的功，额外功的值越小，效率越高 D ．做功越快的机械，效率越高 例题解析 2 、起重机把质量为 0.6t 的重物提升了 3m, 而它的 电动机所做的功是 3.4×104J, 起重机的效率是多少 ? 解 : 物体所受的重力 G=mg=0.6 ×103 kg ×10 N / kg=6 × 103 N 起重机提升重物所做的功是有用功 W 有 = Fh=G h=6 × 103 N ×3m=1.8 × 4 10起重机的电机所做的功是总功 J W 总 起重机的机械效率是 : =3.4×104J 4 × 10 J W有 1.8 ___________ =53 %   = W总 3.4 × 104 J 例题解析 3 ．如图，忽略绳重和摩擦，用拉力 F 拉着 10 N 的重物匀速上升，绳子自由端移动 1 m ，动滑轮重力 2 N ， 求：（ 1 ）拉力 F ； （ 2 ）物体上升的距离； （ 3 ）有用功，总功，机械效率。 例题解析 4 、如图，是某人测滑轮组机械效率图形，钩码重为 1N ，每个滑轮重为 0.5N ，不计绳重及摩擦，使用滑轮 组使钩码匀速直线上升 10 ㎝，求 ⑴ 人的拉力大小为多少？ ⑵ 有用功？总功为？ ⑶ 机械效率为？ 解： F （ G+G 动 ） = （ 1N+0.5N ） =0.5N = W 有 =Gh=1Nx0.1m=0.1J   W总 =Fs=0.5Nx0.1mx3=0.15J W有 0.1J = =66.7 η= W 总 0.15J % 三、影响滑轮组的机械效率的因素 实验原 理 W有 Gh   W总 Fs 实验器 材 弹簧测力计、刻度尺、铁架台、 滑轮、细线、钩码。 注意事 项 缓慢匀速直线拉动测力计。 滑轮组中的各种功： ⑴ 有用功：克服货物重力所做的功（ W 有 =Gh ） ⑵ 总功：拉力所做的功（ W 总 =Fs ） ⑶ 额外功：克服动滑轮重力及摩擦力所做的 实验 1 保持动滑轮重一定，改变钩码重力。 F G/N h/m F/N s/m W 有 /J W 总 /J  1 2 3 结论： 动滑轮重一定时 , 物体重力越大，机械效率越 高。 实验 2 保持钩码重力一定，改变动滑轮重。 F F G/N h/m F/N s/m W 有 /J W  总 /J 1 2 结论： 物体重力一定时，动滑轮越重，机械效率越 低。 影响滑轮组机械效率的因素 1 、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦 2 、动滑轮的自重 3 、所提升的物重 例题解析 5 ．图为测量滑轮组机械效率 的实验装置，钩码总重 6 N 。 （ 1 ）实验时要竖直向上 ______ 缓慢 拉动弹簧测力计，由图可知拉力 大小为 ______N ，若钩码上升的 2 .4 高度为 8cm, 则弹簧测力计向上移动24 ______cm, 该 滑轮组的机械效率为 ________ 。 83.3 % （ 2 ）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械 效率将增大 _______ （选填：“增大”、“减小”或“不变”） 6. 测滑轮组机械效率时，所用实验装置如图。 （ 1 ）实验中要竖直向上匀速 ______ 拉动 弹簧测力计． （ 2 ）表中第 1 次实验数据有错误， 60.6% 改正后计算其机械效率为 ________ ． 绳自由端 实验 物重 物体上升 拉力 上升距离 机械效率 次数 G/N 高度 h/m F/N s/m 1 2 0.1 1.1 0.2 2 （ 43 ）比较两次实验的机械效率可得出结论： 0.1 2.0 0.3 66.7% 同一组滑轮，提起的物体越重，机械效率越大 _________________________________________ . （ 4 ）改变图中滑轮组的绕线方法，提起同一重 物时，不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率 这里用到的研究方法是 ____ ．（填字母）不变 B ________ （填“变大”“变小”或“不变”） A. 类比法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 7 ．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑 轮组进行两次实验，实验数据如下表： 3 （ 1 ）此实验所用滑轮的个数至少是 ____ 个， 其中动滑轮有2_____ 个。 （ 2 ）第一次实验测得滑轮组的机械效率为 62.5 大于 ________ ，第二次实验时滑轮组的机械效率 ______ % 第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”） 次 钩码重 数 /N 钩码上升 高度 /cm 弹簧测力 弹簧测力计移 计示数 /N 动距离 /cm 1 2 10 0.8 40 2 5 5 1.5 20 四、斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系 实验原 理 实验器 材 注意事 项 W有 Gh   W总 Fs 弹簧测力计、刻度尺、小车、斜面、细线 缓慢匀速直线拉动测力计。 斜面中的各种功： ⑴ 有用功：克服货物重力所做的功（ W 有 =Gh ） ⑵ 总功：拉力所做的功（ W 总 =Fs ） ⑶ 额外功：克服摩擦力所做的功（ W 额