第十二章簡單機械第4節機械效率手提肩扛簡單機械機械服務生產生活利用機械幫助我們工作，會給我們帶來極大的方便。新課導入溯古追今F×s=W省力省距離質疑思考：使用動滑輪是否省功？省功？新課導入問題情境

一、有用功和額外功（一）研究使用動滑輪是否省功

1.如甲所示，用彈簧測力計將鉤碼緩慢地提升一定的高度，計算拉力所做的功。

2.如乙所示，用彈簧測力計并借助一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，計算彈簧測力計的拉力所做的功。新知探究演示實驗新知探究演示實驗使用動滑輪不省功。提出問題：兩次做功的大小相同嗎？實驗一實驗二力F/N重物移動的距離h/m力F做的功W1/J新知探究力F'/N重物移動的距離h/m繩子自由端移動的距離s/m力F'

做的功W2

/JW1＜W2，0.980.10.0980.60.10.20.12實驗分析實驗結果

（二）有用功和額外功

有用功：動滑輪對鉤碼的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。

總功：彈簧測力計的拉力所做的功，叫作總功，用W總表示。

額外功：用動滑輪提升鉤碼時，要克服動滑輪本身所受的重力以及摩擦力等因

素的影響而多做一些功，這部分功叫作額外功，用W額外表示。新知探究新知探究桔槔汲水動滑輪提升物體用斜面搬運貨物提出問題：生活中有沒有使用機械時額外功為0的情況呢？克服杠桿自重和摩擦力做功克服動滑輪自重和摩擦力做功克服貨物與斜面之間摩擦力做功（二）有用功和額外功對大量機械分析發現：使用機械時，額外功不可能為0。大量實驗表明：新知探究W總＝W有用＋W額外W總＞W有用，任何機械都不能省功。新知探究問題情境二、機械效率

1.定義：物理學中，將有用功跟總功的比值叫作機械效率。

2.公式：

3.特點：有用功總是小于總功，所以機械效率總是小于1。機械效率通常用百分數表示。總功有用功η＝W有用W總新知探究起重機效率一般為40%～50%抽水機效率一般為60%～80%

解：起重機勻速提升重物所用的力與物體所受的重力大小相等

F＝G＝mg＝0.5×103kg×10N/kg＝5×103N起重機提升重物所做的功是有用功

W有用＝Fh=5×103N×3m=1.5×104J起重機的電動機所做的功是總功

W總=3.4×104J因此，起重機的機械效率這臺起重機的機械效率為44%。新知探究例題：起重機把質量為0.5t的重物勻速提升了3m，而它的電動機所做的功是3.4×104

J，起重機的機械效率是多少？（g取10N/kg）η＝W有用W總1.5×104J3.4×104J＝＝0.44＝44%新知探究

想想議議題目中這臺大型起重機的機械效率比較低，為什么？能否通過測量滑輪組的機械效率進行說明和分析？新知探究三、實驗：測量滑輪組的機械效率

提出問題：如何測量滑輪組的機械效率？

設計實驗：1.測量滑輪組的機械效率，需要測量哪兩種功？

W有和W總2.要想知道這兩種功，需要測量哪些量，用到哪些器材？

3.實驗的操作步驟有哪些？

4.如圖所示，實驗過程中的注意事項有哪些？G物F新知探究鉤碼彈簧測力計滑輪細線粘鉤

實驗器材與裝置：新知探究演示實驗新知探究實驗過程：1.用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G，并填入下表。2.按照實驗圖安裝滑輪組，分別記下鉤碼和繩端（彈簧測力計掛鉤底部）的位置。3.緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出拉力F的數值，用刻度尺測出鉤碼提升的高度h和繩端移動的距離s，將這三個量填入下表。4.算出有用功W有用、總功W總、機械效率η，并填入下表。改變鉤碼的數量，重復上面的實驗。序號鉤碼所受的重力G物/N提升高度h/m有用功W有用/J拉力F/N繩端移動的距離s/m總功W總/J機械效率η

1

2

3

0.441.001.480.10.10.10.200.380.540.30.30.30.0440.1000.1480.0600.1140.16273.3%87.7%91.4%新知探究影響滑輪組機械效率的因素·提升物體的重力（在豎直情況下）·動滑輪和繩子的重力·繩子和滑輪、滑輪與軸之間的摩擦

想想議議新知探究四、物理與生活影響滑輪組機械效率的因素：

1.提升物體的重力（在豎直情況下）；

2.動滑輪和繩子的重力；

3.繩子和滑輪、滑輪與軸之間的摩擦。提高機械效率的方法方法：1.改進結構，使機械設備更合理、更輕巧；2.按照技術規程經常保養，使機械設備處于良好的狀態。

……四、物理與生活討論：提高機械效率在實際生產生活中有什么意義？意義：提高機械效率可以充分地發揮機械設備的作用，對節能減排、便利生活、提高經濟效益有重要的意義。新知探究

例題精講

1.用水桶從井中提水的時候，所做的有用功是________________________，做的額外功是__________________________。（不考慮摩擦）學以致用克服水桶重力所做的功的功克服水的重力所做

例題精講

2.如圖所示的滑輪組中，動滑輪重1N，小強用6

N的拉力F通過該滑輪組勻速拉起重10

N的物體，物體沿豎直方向上升0.4

m。此過程中，額外功是________，機械效率是________。學以致用0.8J83.3%W總＝Fs＝6N×0.8m＝4.8JW有用＝Gh＝10N×0.4m＝4JW額外＝W