11.3如何提高機械效率使用任何機械都不省功，即：W1=W2功的兩個必要因素：作用在物體上的力，物體在力的方向上通過一段距離。溫故知新什么是功？功的兩個必要因素是什么？作用在物體上的力，使物體在力的方向上移動了一段距離，就說這個力對物體做了機械功，簡稱做了功。功的原理是什么？h機械功原理（理想機械）：

使用任何機械都不省功，即：W1=W2

如果不是理想機械呢?(機械自重和摩擦不忽略)直接用手做的功：W1=F1h=Gh使用滑輪時，由于存在滑輪的自重和摩擦，拉力所做的功：W2=F2h>GhW3=F3·2h>Gh先從使用滑輪做功開始研究顯然，W2>W1，W3>W1說明使用機械是要多做功的一、什么是有用功與額外功活動1：分析有用功與額外功拉力對滑輪組做功時：①重物所做的功②對動滑輪的自重所做的功；④克服各部件之間的摩擦力所做的功。③對繩子的自重所做的功；我們需要的功我們不需要但又不得不做的功有用功：克服重物重力所做的功，用W有用表示，即：W有用=G·h額外功：克服動滑輪和繩子重力所做的功，以及克服摩擦力所做的功，用W額外表示。總功：拉力對滑輪組所做的功，用W總表示，即W總=F·s機械的三種功三種功的數量關系W總=W有用+W額外在利用挖掘機挖掘、搬運泥土的過程中有用功：克服泥土重力所做的功，即W有用=G·h額外功：克服抓斗和機臂重力所做的功，以及克服機件之間摩擦力所做的功。總功：柴油機對挖掘機所做的功。W總=W有用+W額外分析下列做功過程中的三種功：觸類旁通：（1）用桶從井中提水W有用：W額外：W總：提升水所做的功對水桶和繩子所做的功手的拉力所做的功（2）桶掉到井里，把桶從井中撈起W有用：W額外：W總：對水桶所做的功對水和繩子所做的功手的拉力所做的功你現在理解了有用功的意義嗎？合作研究：把同樣多的砂子運到三樓，下面三種方案中哪種較好？方案①方案②方案③有用功（J）額外功（J）總功（J）有用功與總功比值6006006001802520903120780690把你的計算結果填寫在下表中你希望額外功多些還是少些？你認為哪種方案好些，哪種方案差些？在這些方案中，哪些功是一點不能減少的，哪些功是可以減少一些的？76.9％19.2％87.0％分別計算出上述方案中的“有用功與總功的比值”，想一想這個比值的大小與你的判斷有何聯系？二、什么是機械效率通過上面的研究，我們發現，在使用機械做功時，額外功是不可避免的，但我們總希望做的額外功越少越好，也就是有用功在總功中所占的比例越大越好。有用功占的比例越大，說明機械工作的效率越高。定義：把有用功W有用與總功W總的比值，叫做機械效率。表達式：η=———×100％W有用W總想一一想想，，議議一一議議（1）機機械械效效率率的的高高低低表表示示的的物物理理意意義義是是什什么么？？（2）機機械械效效率率的的單單位位是是什什么么？？（3）為為什什么么機機械械效效率率總總小小于于1？能能不不能能等等于于1？有用用功功在在總總功功中中所所占占比比例例的的高高低低；；機械械效效率率是是衡衡量量機機械械優優劣劣的的重重要要指指標標。。機械械效效率率是是W有用用與W總的比比值值，，是是一一個個純純數數字字，，通通常常用用百百分分數數表表示示，，沒沒有有單單位位。。使用機機械做做功時時，一一般情情況下下，不不可避避免地地要做做一部部分額額外功功，有用功功總小小于總總功，所以以機械械效率率總小小于1；但理理想情情況下下，即即不考考慮機機械自自身的的重力力，不不考慮慮摩擦擦時，，機械械效率率可等等于1，這種種機械械稱為為理想機機械。例1：如圖所所示，，建筑筑工人人用滑滑輪組組把重重為220N的材料料提起起2m，所用用拉力力80N，不考慮慮繩重重及摩摩擦,求：（1）該滑滑輪組組的機機械效效率？？（2）該滑滑輪組組的動動滑輪輪重力力。解：W有用=Gh=220N2m=440JW總=Fs=F·3h=80N××3××2m=480Jη=————×100％=W有用W總=———-××100％≈91.7％440J480J×例2：如圖，，建筑筑工人人用滑滑輪組組提升升重為為220N的物體體，動動滑輪輪重為為20N，工人人將繩繩子勻勻速向向上拉拉了6m。（1）在不不計滑滑輪與與軸之之間的的摩擦擦及繩繩重情情況下下，滑滑輪組組的機機械效效率η1是多少少？（2）若考考慮摩摩擦及及繩重重，工工人實實際拉拉繩子子的力力是85N，則滑滑輪組組的機機械效效率η2是多少少？額額外功功W額外是多少少？已知：：G桶=220N，G動滑輪輪=20N，s=6m，n=3求：（1）η1（2）η2、W額外解：（1）h=——=———=2msn6m3η1=————×100％=———××100％≈91.7％W有用=G桶h=220N××2m=440JW額外=G動滑輪輪h=20N×2m=40JW總=W有用+W額外=440J+40J=480JW有用W總440J480J（2）W總=Fs=85N××6m=510Jη2=————×100％=———××100％=86.3％W有用W總440J510JW額外=W總-W有用=510J-440J=70J答：（1）不計計繩重重及摩摩擦時時，滑滑輪組組的機機械效效率約為91.7％；（2）考慮慮摩擦擦及繩繩重時時，滑滑輪組組的機機械效效率為為86.3％，額外功功為40J。活動2：測算滑滑輪組組的機機械效效率實驗目目的：：練習測測算機機械效效率，，學會會測算算方法法。實驗原原理：：η=————×100％W有用W總制定計計劃與與設計計實驗驗①W有用能否直直接測測量，，需要要測量量哪些些物理理量？？②W總能否直直接測測量，，需要要測量量哪些些物理理量？？W有用=Gh，要測測出物物重G和物體體上升升的高高度hW總=Fs，可測測出繩繩端的的拉力力F和拉力移動動的距離s③實驗中，，除了滑輪輪組外，還還需要哪些些器材？鉤碼、彈簧簧測力計、、刻度尺、、鐵架臺進行實驗與與收集證據據。②組裝滑輪輪組；③測拉力F——利用滑輪組組、彈簧測測力計提起起重物，注注意要勻速提起，并觀觀察彈簧測測力計的示示數，即測測出了拉力力F的大小。①用彈簧測測力計測鉤鉤碼的重力力G使用彈簧測測力計時首首先要做什什么呢？④測距離s——同時測出鉤鉤碼上升的的高度h⑤把測得的的數據填入入表格中，，并計算有有用功、總總功和機械械效率鉤碼上升的的高度h細繩自由端端通過的距距離s⑦保持鉤碼碼數不變，，改變滑輪輪個數，重重復上述實實驗⑥改變鉤碼碼數，重復復上述實驗驗實驗序號物重G/N拉力F/N提升高度h/m拉力移動的距離s/m120.80.10.3220.80.150.45341.50.10.3441.00.10.5有用功W有用／J總功W總／J機械效率η0.20.240.30.360.40.450.40.583.3﹪83.3﹪﹪88.9﹪﹪80﹪分析論證、、得出結論論①比較序號1、2：同一滑輪組組提起相同同的重物時時，滑輪組的機機械效率的的大小與提提起的高度度無關；②比較序號號2、3：同一滑輪組組提起不同同的重物時時，重物越重，，滑輪組的的機械效率率越大，反反之，越小小；不同的滑輪輪組提起相相同的重物物時，動滑輪越多多（重），，機械效率率越低。③比較序號號3、4：拓展：實驗1與2中，改變了了提升的重重物的高度度，但機械械效率并沒沒有改變。。如果不測測出s、h，能否測出出機械效率率？嘗試歸納：：提高滑輪組組的機械效效率有哪些些方法？a、在保障滑滑輪組安全全的條件下下，增加提提起物體的的重量；b、盡量減輕輕動滑輪的的重量；一些機械的的機械效率率：起重機40﹪———50﹪﹪柴油機28﹪———40﹪﹪抽水機60﹪———80﹪課堂練習1、請你判斷斷：下面說說法中是否否正確？①有用功越越多，機械械效率越高高（））②額外功越越少，機械械效率越高高（））③物體做功功越慢，機機械效率越越低（））④做總功越越多，機械械效率越低低（））⑤做相同的的有用功，，額外功越越少，機械械效率越高高（））⑥做相同的的總功時，，有用功越越多，機械械效率越高高（））⑦機械效率率越高，越越省力（））×××××√√2、如圖所示示，規格完完全相同的的繩子繞成成甲、乙兩兩個滑輪組組，分別提提升重為G1和G2的兩個物體體升高相同同高度，G1=G2，不考慮繩重重及摩擦，，比較它們們的拉力大大小和機械械效率。3、比較下列列三個滑輪輪組機械效效率的大小小，并簡要要說明理由由．G甲G乙GG丙分析：甲、乙的有有用功相等等，但乙的的額外功更更多，所以以η甲＞η乙；甲、丙的額額外功差不不多，但丙丙的有用功功更多，所所以η丙＞η甲．∴η丙＞η甲＞η乙1、滑輪組提提高重物時時:W有＝G物hW總＝FSS=nh有用推論：：(豎直放置））知識拓展——2、滑輪組水水平拉動物物體時:W有用用＝fS物W總＝FS拉S拉=nS物有用用推推論論：：(水平平放放置置））物體體重重150N，物物體體與與水水平平地地面面的的滑滑動動摩摩擦擦力力為為30N，繩繩的的自自由由端端的的拉拉力力是是20，求求物物體體向向左左勻勻速速運運動動4m時滑滑輪輪組組的的機機械械效效率率為為多多大大？？練習習在常常見見的的一一些些簡簡單單機機械械中中，，除除了了滑滑輪輪組組，，常常見見的的還還有有斜斜面面，，它它們們在在工工作作中中，，有有用用功功是是哪哪些些?如何何計計算算？？額額外外功功是是哪哪些些?如何何計計算算？？Fhs斜面面的的額額外外功功：：W額＝fS斜面面的的有有用用功功:W有=Gh斜面面的的總總功功:W總=FS如圖圖所所示示，，斜斜面面長長5m，高高1m，工工人人用用沿沿斜斜面面方方向向400N的力力把把重重1600N的集集裝裝箱箱勻勻速速推推到到車車上上，，求：：斜斜面面的的機機