1、1第3節 機械效率2一、有用功和額外功一、有用功和額外功1.1.有用功有用功為了達到目的為了達到目的_的功。用的功。用W W有有表示。表示。2.2.額外功額外功為了達到目的為了達到目的_的功。用的功。用W W額額表示。表示。3.3.總功總功_和和_總共做的功，用總共做的功，用W W總總表示。表示。 必須要做必須要做并非需要而又不得不做并非需要而又不得不做有用功有用功額外功額外功3二、機械效率二、機械效率1.1.定義定義_跟跟_的比值。的比值。2.2.公式公式_。3.3.規律規律機械效率總機械效率總_。4.4.提高機械效率的方法提高機械效率的方法（1 1）_。（2 2）_等。等。有用功有用功總功

2、總功WW有總小于小于1 1改進結構改進結構經常保養經常保養4【名師點撥名師點撥】利用機械對物體做功時，總存在額外功，故機械利用機械對物體做功時，總存在額外功，故機械效率總小于效率總小于1 1。5 有用功、額外功和總功有用功、額外功和總功結合演示實驗結合演示實驗“使用動滑輪是否費功使用動滑輪是否費功”并分析有用功、額外并分析有用功、額外功和總功，填寫表格。功和總功，填寫表格。67提示：提示：（1 1）兩種方式的目的都是提升鉤碼，所以對鉤碼做的）兩種方式的目的都是提升鉤碼，所以對鉤碼做的功都是有用功。功都是有用功。（2 2）為了提升鉤碼并非需要而又不得不做的功是額外功。第）為了提升鉤碼并非需要而又

3、不得不做的功是額外功。第二個圖中拉力提升動滑輪所做的功就是額外功。二個圖中拉力提升動滑輪所做的功就是額外功。（3 3）提升鉤碼所做的全部功就是總功。）提升鉤碼所做的全部功就是總功。8參考答案：參考答案：9【歸納提升歸納提升】三種功的概念三種功的概念（1 1）有用功是為了達到目的直接用手對物體做的功，即對我）有用功是為了達到目的直接用手對物體做的功，即對我們有用的功。（們有用的功。（2 2）額外功是利用機械時，不需要而又不得不）額外功是利用機械時，不需要而又不得不做的功。（做的功。（3 3）總功是利用機械時，動力所做的功。）總功是利用機械時，動力所做的功。10【拓展延伸拓展延伸】有用功、額外功、

4、總功的比較有用功、額外功、總功的比較11【針對訓練針對訓練】（多選）關于有用功與額外功的說法，正確的是（多選）關于有用功與額外功的說法，正確的是（ ）A.A.用水桶從井中提水時，對水做的功是有用功，而對水桶做的用水桶從井中提水時，對水做的功是有用功，而對水桶做的功是額外功功是額外功B.B.用水桶從井中提水時，對水桶做的功是有用功，對水做的功用水桶從井中提水時，對水桶做的功是有用功，對水做的功是額外功是額外功C.C.當水桶掉進井里，需要將水桶打撈上來時，對水做的功是額當水桶掉進井里，需要將水桶打撈上來時，對水做的功是額外功外功D.D.從井中打撈水桶時，對水做的功是有用功，對水桶做的功是從井中打撈

5、水桶時，對水做的功是有用功，對水桶做的功是額外功額外功 12【教你解題教你解題】分析做功的目的即做的哪些功對我們有用。分析做功的目的即做的哪些功對我們有用。【精講精析精講精析】選選A A、C C。用水桶從井里提水的目的是從井中得到。用水桶從井里提水的目的是從井中得到水，所以對水做的功是有用功，而對水桶做的功是我們不需要水，所以對水做的功是有用功，而對水桶做的功是我們不需要但不得不做的，是額外功，故但不得不做的，是額外功，故A A正確，正確，B B錯誤；從井中打撈水桶錯誤；從井中打撈水桶的目的是從井中撈起水桶，因此對水桶所做的功是有用功，對的目的是從井中撈起水桶，因此對水桶所做的功是有用功，對水

6、所做的功是額外功，故水所做的功是額外功，故C C正確，正確，D D錯誤。錯誤。 13 機械效率機械效率利用機械效率的公式利用機械效率的公式 進行簡單計算，并分析提高機械進行簡單計算，并分析提高機械效率的方法。效率的方法。WW有總141.1.機械效率機械效率_（選填（選填“有有”或或“無無”）單位。）單位。提示：提示：機械效率是利用機械所做的有用功與總功的比值，是一機械效率是利用機械所做的有用功與總功的比值，是一個百分比，沒有單位。個百分比，沒有單位。參考答案：參考答案：無無152.2.動滑輪的重力為動滑輪的重力為G G動動，物體的重力為，物體的重力為G G物物，繩子的拉力為，繩子的拉力為F F

7、，物，物體勻速提升的高度為體勻速提升的高度為h h，繩重及摩擦忽略不計，求動滑輪的機，繩重及摩擦忽略不計，求動滑輪的機械效率。械效率。16提示：提示：該裝置的目的是將重物提高該裝置的目的是將重物提高h h，所以有用功為克服物體重，所以有用功為克服物體重力做的功力做的功W W有有=G=G物物h h，提升動滑輪所做的功為額外功，提升動滑輪所做的功為額外功W W額額=G=G動動h h，由于，由于動滑輪省一半的力，所以繩子移動的距離動滑輪省一半的力，所以繩子移動的距離s=2hs=2h，拉力做的功為，拉力做的功為總功總功W W總總=Fs=F=Fs=F2h2h，故動滑輪的機械效率，故動滑輪的機械效率 或或

8、參考答案：參考答案：WG hG hGWFsF 2h2F有物物物總WG hGWWG hG hGG有物物有額物動物動。GG2FGG物物物動或173.3.比較用動滑輪提物體時，對物體做的功和拉力做的功，你有比較用動滑輪提物體時，對物體做的功和拉力做的功，你有什么發現？試分析其中的原因。什么發現？試分析其中的原因。提示：提示：用動滑輪提物體時，由于需要克服動滑輪重、繩重和摩用動滑輪提物體時，由于需要克服動滑輪重、繩重和摩擦做功，故對物體做的功總小于拉力做的功。擦做功，故對物體做的功總小于拉力做的功。參考答案：參考答案：由于需要克服動滑輪重、繩重和摩擦做功，故對物由于需要克服動滑輪重、繩重和摩擦做功，故

9、對物體做的功總小于拉力做的功。體做的功總小于拉力做的功。184.4.同一機械的機械效率是否固定不變？同一機械的機械效率是否固定不變？提示：提示：同一機械在不同情況下機械效率不一定相同，由公式同一機械在不同情況下機械效率不一定相同，由公式 可知，如果該機械的額外功一定，有用功越可知，如果該機械的額外功一定，有用功越大，機械效率越大。如用同一滑輪組把一塊巨石和一個乒乓球大，機械效率越大。如用同一滑輪組把一塊巨石和一個乒乓球提起相同的高度，前者的機械效率要大，由此可見對同一個機提起相同的高度，前者的機械效率要大，由此可見對同一個機械，它的機械效率是可變的，而不是某一固定值。械，它的機械效率是可變的，

10、而不是某一固定值。參考答案：參考答案：否否 WWWWW有有總有額19【歸納提升歸納提升】決定機械效率的兩個因素決定機械效率的兩個因素機械效率由有用功和總功兩個因素決定，反映的是有用功在總機械效率由有用功和總功兩個因素決定，反映的是有用功在總功中所占的比值大小，與具體做功多少、是否省力無關，故在功中所占的比值大小，與具體做功多少、是否省力無關，故在求機械效率時，需首先分析出有用功、額外功和總功。求機械效率時，需首先分析出有用功、額外功和總功。20【拓展延伸拓展延伸】三種機械效率的計算三種機械效率的計算21【針對訓練針對訓練】建筑工人用如圖所示的裝置把重建筑工人用如圖所示的裝置把重400 N400

11、 N的物體勻的物體勻速提升速提升3 m3 m。所用的拉力為。所用的拉力為300 N300 N。則該工人所。則該工人所做的有用功為做的有用功為_J_J，總功為，總功為_J_J，該滑輪組的機械效率是該滑輪組的機械效率是_。22【教你解題教你解題】物重物重物體提升的高度物體提升的高度繩子段數繩子段數有用功有用功拉力移動拉力移動的距離的距離拉力拉力總功總功機機械械效效率率23【精講精析精講精析】本題考查有關機械效率的內容。本題考查有關機械效率的內容。W W有有=Gh=400 N=Gh=400 N3 m=1 200 J3 m=1 200 J拉力移動的距離拉力移動的距離s=2h=2s=2h=23 m=6

12、m3 m=6 mW W總總=Fs=300 N=Fs=300 N6 m=1 800 J6 m=1 800 J該滑輪組的機械效率為該滑輪組的機械效率為答案：答案：1 200 1 800 66.71 200 1 800 66.7 W1 200 J66.7%W1 800 J有總24 測量滑輪組的機械效率測量滑輪組的機械效率在實驗中，分清有用功和總功，結合實驗在實驗中，分清有用功和總功，結合實驗“測量滑輪組的機械測量滑輪組的機械效率效率”，思考以下問題：，思考以下問題：1.1.實驗中的滑輪組有實驗中的滑輪組有_股繩子拉動重物，繩頭上升的距股繩子拉動重物，繩頭上升的距離離s s和重物上升的高度和重物上升的

13、高度h h有什么關系？有什么關系？提示：提示：動滑輪上繩子的數目就是拉動重物的繩子數目。由圖可動滑輪上繩子的數目就是拉動重物的繩子數目。由圖可知有知有3 3股繩子拉動重物上升，繩頭上升的距離股繩子拉動重物上升，繩頭上升的距離s s剛好是重物上升剛好是重物上升的高度的高度h h的的3 3倍。倍。參考答案：參考答案：3 3 繩頭上升的距離繩頭上升的距離s s剛好是重物上升的高度剛好是重物上升的高度h h的的3 3倍倍252.2.本實驗中，有用功本實驗中，有用功W W有有_，總功，總功W W總總_。需要測。需要測量哪些物理量？量哪些物理量？提示：提示：拉力做的功是總功，不通過滑輪組直接把物體提高所做

14、拉力做的功是總功，不通過滑輪組直接把物體提高所做的功是有用功。的功是有用功。故故W W總總=Fs=Fs，W W有有=Gh=Gh，故需要測量拉力和重力、繩頭上升的距離，故需要測量拉力和重力、繩頭上升的距離s s、重物上升的高度、重物上升的高度h h。參考答案：參考答案：Gh Fs Gh Fs 拉力和重力、繩子上升的距離拉力和重力、繩子上升的距離s s、重物上升的高度重物上升的高度h h263.3.分析表格中的三次實驗數據，同一個滑輪組的機械效率一樣分析表格中的三次實驗數據，同一個滑輪組的機械效率一樣嗎？你可以得出什么結論？嗎？你可以得出什么結論？提示：提示：滑輪組的機械效率和鉤碼的重力大小有關，

15、通過分析實滑輪組的機械效率和鉤碼的重力大小有關，通過分析實驗數據可知，鉤碼的重力較小時，滑輪組的機械效率較低，鉤驗數據可知，鉤碼的重力較小時，滑輪組的機械效率較低，鉤碼的重力較大時，滑輪組的機械效率較高，所以可以得出：鉤碼的重力較大時，滑輪組的機械效率較高，所以可以得出：鉤碼的重力越大，滑輪組的機械效率越高。碼的重力越大，滑輪組的機械效率越高。參考答案：參考答案：不一樣不一樣 對同一個滑輪組來說，鉤碼的重力越大，對同一個滑輪組來說，鉤碼的重力越大，滑輪組的機械效率越高滑輪組的機械效率越高274.4.滑輪組的機械效率會等于或大于滑輪組的機械效率會等于或大于1 1嗎？嗎？提示：提示：滑輪組要克服動

16、滑輪重力和摩擦做功。故機械效率一定滑輪組要克服動滑輪重力和摩擦做功。故機械效率一定小于小于1 1。參考答案：參考答案：不會不會28【歸納提升歸納提升】影響滑輪組機械效率的兩個因素：物體重力的大影響滑輪組機械效率的兩個因素：物體重力的大小和滑輪組的自身結構。物體重力越大、滑輪組結構越簡單，小和滑輪組的自身結構。物體重力越大、滑輪組結構越簡單，機械效率越大。機械效率越大。29【針對訓練針對訓練】（20122012泰州中考）某實驗小組利用如圖所示的裝置測滑輪組泰州中考）某實驗小組利用如圖所示的裝置測滑輪組機械效率，記錄數據如表：機械效率，記錄數據如表：3031（1 1）實驗時，應沿豎直方向）實驗時，

17、應沿豎直方向_拉動彈簧測力計；拉動彈簧測力計；（2 2）第）第2 2次實驗中，拉力做的總功是次實驗中，拉力做的總功是_J_J，滑輪組做的，滑輪組做的有用功是有用功是_J_J， 滑輪組的機械效率滑輪組的機械效率=_%=_%（結果（結果保留一位小數）。保留一位小數）。（3 3）由記錄數據分析，兩次機械效率不同的主要原因是）由記錄數據分析，兩次機械效率不同的主要原因是_。 32【教你解題教你解題】分析題目關鍵點分析題目關鍵點關鍵點關鍵點1 1：彈簧測力計勻速運動時，拉力的大小才能穩定不變。：彈簧測力計勻速運動時，拉力的大小才能穩定不變。關鍵點關鍵點2 2：兩次實驗額外功相同，機械效率不同的原因是鉤碼

18、：兩次實驗額外功相同，機械效率不同的原因是鉤碼重不同。重不同。33【精講精析精講精析】本題考查測量滑輪組的機械效率。實驗時，要本題考查測量滑輪組的機械效率。實驗時，要豎直向上勻速拉動彈簧測力計；第豎直向上勻速拉動彈簧測力計；第2 2次實驗中，拉力做的總功次實驗中，拉力做的總功W=Fs=2.4 NW=Fs=2.4 N0.3 m=0.72 J0.3 m=0.72 J，滑輪組做的有用功，滑輪組做的有用功W W有有=Gh=Gh=6 N6 N0.1 m=0.6 J0.1 m=0.6 J，則滑輪組的機械效率，則滑輪組的機械效率兩次實驗中由于鉤碼重不同，提升相同高度時，所做的有用功兩次實驗中由于鉤碼重不同，

19、提升相同高度時，所做的有用功不同，而滑輪重、摩擦基本相同，那么所做的額外功相同，所不同，而滑輪重、摩擦基本相同，那么所做的額外功相同，所以機械效率不同。以機械效率不同。答案：答案：（1 1）勻速）勻速 （2 2）0.72 0.6 83.30.72 0.6 83.3（3 3）鉤碼重不同）鉤碼重不同 W0.6 J83.3%W0.72 J有總。34對機械效率公式對機械效率公式 的理解和應用的理解和應用1.1.不同情況下兩功的計算不同情況下兩功的計算（1 1）豎直勻速提升物體時）豎直勻速提升物體時: :WW有總35有用功：勻速提升物體時有用功在數值上等于物體重力與有用功：勻速提升物體時有用功在數值上等

20、于物體重力與升高距離的乘積，即升高距離的乘積，即W W有有=Gh=Gh。總功：拉力總功：拉力F F所做的功，即所做的功，即W W總總=Fs=Fs。 36（2 2）勻速水平拉動物體時）勻速水平拉動物體時: :有用功：當用機械克服物體與其他接觸面的摩擦時，有用有用功：當用機械克服物體與其他接觸面的摩擦時，有用功在數值上等于摩擦力與物體移動距離的乘積，即功在數值上等于摩擦力與物體移動距離的乘積，即W W有有=fs=fs物物。總功：拉力總功：拉力F F所做的功，即所做的功，即W W總總=Fs=Fs繩繩。372.2.機械效率的可變性機械效率的可變性（1 1）由公式）由公式 可知可知, ,當額外功一定時當

21、額外功一定時, ,機械機械做的有用功越多做的有用功越多, ,機械效率越高。機械效率越高。（2 2）由公式）由公式 可知可知, ,當有用功一定時當有用功一定時, ,機械機械所做的額外功越少所做的額外功越少, ,機械效率就越高。機械效率就越高。WWWWW有有總有額WWWWW有有總有額38【誤區警示誤區警示】應用公式應用公式 解題時的注意事項解題時的注意事項機械效率反映的是利用機械工作時，有用功在總功中所占機械效率反映的是利用機械工作時，有用功在總功中所占的百分比的大小，計算結果是百分數，不能寫成小數。的百分比的大小，計算結果是百分數，不能寫成小數。WW有總39【典例典例】（20122012南通中考

22、）如圖有一個動滑輪，已知拉力南通中考）如圖有一個動滑輪，已知拉力為為6 N6 N，物體，物體A A上升了上升了20 cm20 cm，則拉力做功，則拉力做功_J_J，若物體，若物體A A重為重為10 N10 N則滑輪的機械效率為則滑輪的機械效率為_。40【思路點撥思路點撥】分析題干中的各物理量，確定有用功分析題干中的各物理量，確定有用功W W有有=Gh=Gh、總功總功W W總總=Fs=Fs。把物體把物體A A舉高舉高h h在拉力在拉力F F作用作用下移動距離下移動距離s s所做的功所做的功W W有有=Gh=GhW W總總=Fs=FsWW有總41【精講精析精講精析】動滑輪有兩段繩子拉著物體，提升物

23、體時繩端動滑輪有兩段繩子拉著物體，提升物體時繩端移移動的距離動的距離s=2h=2s=2h=220 cm=40 cm=0.4 m20 cm=40 cm=0.4 m，拉力所做的功為總，拉力所做的功為總功，功，W W總總=Fs=6 N=Fs=6 N0.4 m=2.4 J0.4 m=2.4 J；克服重力所做的功是有用功，；克服重力所做的功是有用功，W W有有=Gh=10 N=Gh=10 N0.2 m=2 J0.2 m=2 J；滑輪的機械效率；滑輪的機械效率答案：答案：2.4 83% 2.4 83% W2 J83%W2.4 J有總421.1.做值日時，小陽將一桶水從一樓提到二樓。此過程中，關做值日時，小

24、陽將一桶水從一樓提到二樓。此過程中，關于做功的說法正確的是（于做功的說法正確的是（ ）A A對桶做的功是有用功對桶做的功是有用功B B對水做的功是有用功對水做的功是有用功C C對水做的功是額外功對水做的功是額外功D D克服自身重力做的功是總功克服自身重力做的功是總功43【解析解析】選選B B。小陽的目的是將水從一樓提到二樓，所以對水。小陽的目的是將水從一樓提到二樓，所以對水做的功是必須做的有用功；而對桶做的功和克服自身重力做做的功是必須做的有用功；而對桶做的功和克服自身重力做的功是不需要又不得不做的功，所以是額外功。的功是不需要又不得不做的功，所以是額外功。442.2.簡單機械的機械效率高是指

25、（簡單機械的機械效率高是指（ ）A.A.有用功多有用功多 B.B.額外功少額外功少C.C.總功多總功多 D.D.有用功占總功的比例高有用功占總功的比例高【解析解析】選選D D。機械效率是有用功跟總功的比值，所以機械效。機械效率是有用功跟總功的比值，所以機械效率越高，說明有用功占總功的比例越高。率越高，說明有用功占總功的比例越高。453.3.用動滑輪把一個物體勻速拉起，不計摩擦，則下列說法中用動滑輪把一個物體勻速拉起，不計摩擦，則下列說法中正確的是（正確的是（ ）A.A.拉起的物體質量越大，機械效率越高拉起的物體質量越大，機械效率越高B.B.動滑輪的質量越大，機械效率越高動滑輪的質量越大，機械效

26、率越高C.C.拉起物體的速度越大，機械效率越高拉起物體的速度越大，機械效率越高D.D.物體被拉起得越高，機械效率越高物體被拉起得越高，機械效率越高46【解析解析】選選A A。使用滑輪或滑輪組提升物體時，機械效率與物。使用滑輪或滑輪組提升物體時，機械效率與物重有關，物體質量越大，物體就越重，機械效率就越高，故重有關，物體質量越大，物體就越重，機械效率就越高，故選項選項A A正確；提起動滑輪做的功是額外功，動滑輪質量越大，正確；提起動滑輪做的功是額外功，動滑輪質量越大，所做的額外功就越多，機械效率就越低，故選項所做的額外功就越多，機械效率就越低，故選項B B錯誤；機械錯誤；機械效率與提起物體的速度

27、和高度無關，故選項效率與提起物體的速度和高度無關，故選項C C、D D錯誤。錯誤。474.4.要把重要把重100 N100 N的沙子從一樓運上三樓，現有如圖所示的三種的沙子從一樓運上三樓，現有如圖所示的三種方法，根據圖中給出的數據，試計算出三種方法所做的有用方法，根據圖中給出的數據，試計算出三種方法所做的有用功是功是_J,_J,其中做額外功最多的是其中做額外功最多的是_J_J。48【解析解析】三種方法的目的都是把沙子從一樓運到三樓，因此三種方法的目的都是把沙子從一樓運到三樓，因此對沙子所做的功是有用功，對沙子所做的功是有用功，W W有有=Gh=G=Gh=G沙沙2h=100 N2h=100 N6

28、 m6 m=600 J=600 J。甲中人提桶將沙子從一樓運到三樓，克服人重和桶。甲中人提桶將沙子從一樓運到三樓，克服人重和桶重做的功為額外功，乙中借助動滑輪和桶運沙子，克服動滑重做的功為額外功，乙中借助動滑輪和桶運沙子，克服動滑輪重和桶重做的功為額外功，丙中用動滑輪和口袋運沙子，輪重和桶重做的功為額外功，丙中用動滑輪和口袋運沙子，克服動滑輪重和口袋重做的功為額外功。由圖中給出的數據克服動滑輪重和口袋重做的功為額外功。由圖中給出的數據可以看出，甲做的額外功最多可以看出，甲做的額外功最多,W,W額額= =（G G桶桶+G+G人人）2h=2h=（20 N+400 N20 N+400 N）6 m=2

29、 520 J6 m=2 520 J。答案：答案：600 2 520600 2 520495.5.（20122012濟寧中考）小明同學用如圖所示的裝置測滑輪的濟寧中考）小明同學用如圖所示的裝置測滑輪的機械效率，當彈簧測力計豎直上拉，勻速提升一個鉤碼時，機械效率，當彈簧測力計豎直上拉，勻速提升一個鉤碼時，彈簧測力計的示數正好等于鉤碼的重，滑輪的機械效率為彈簧測力計的示數正好等于鉤碼的重，滑輪的機械效率為_。 50【解析解析】本題考查滑輪機械效率的測量。彈簧測力計的示數正本題考查滑輪機械效率的測量。彈簧測力計的示數正好等于鉤碼重，故好等于鉤碼重，故F=GF=G。彈簧測力計上升距離。彈簧測力計上升距離s=2hs=2h。故用動滑。故用動滑輪提升鉤碼時，輪提升鉤碼時，答案：答案：50%50%WGhGh50%WFsG 2h有總516.6.如圖所示，用平行于斜面、大小為如圖所示，用平行于斜面、大小為1.25 N1.25 N的拉力的拉力F F，將重為，將重為1.8 N1.8 N的物體從斜面底端勻速拉至頂端，則有用功是的物體從斜面底端勻速拉至頂端，則有用功是_J_J，機械效率是機械效率是_。52【解析解析】克服物體的重力所做的功為有用功：克服物體的重力所做的功為有用功：W W有有=Gh=1.8 N=Gh=1.8