12.4機械效率第十二章

簡單機械1.了解什么是有用功、額外功和總功。2.理解什么是機械效率；3.知道機械效率總小于100%，能認識提高機械效率的意義和途徑。4.會利用機械效率的公式進行簡計算。5.會測量滑輪組的機械效率，知道影響滑輪組機械效率的因素。生活中我們常會強調提高效率，如學習效率、工作效率等。利用機械幫助我們完成某項任務，也會涉及效率問題。那么，機械做功與效率有怎樣的關系呢？雙臂救援機器人電動起重機汽車的方向盤知識點一：有用功和額外功

如圖所示，在使用動滑輪提升物體時，盡管省力，但需要移動更長的距離。使用滑輪提升物體做的功與不使用滑輪直接提升物體做的功相同嗎？如圖乙所示，利用動滑輪把同一個重為G的物體，提高h的高度。動力所做的功：W2=F′·s實驗：研究使用動滑輪是否省功甲

乙【實驗設計】如圖甲所示，用彈簧測力計將重物緩慢地提升一定的高度，計算拉力所做的功。設物重為G

，提高的高度為h。所做的功：W1=G·h（此時F=G）甲

乙所以：W1=W2結論：使用機械做的功和直接用手做的功相等.【理論分析】

但實際上，在使用動滑輪的時候，還得克服動滑輪的重力，以及繩子與滑輪之間的摩擦做功。所以，使用機械不能省功，還需要額外多做一部分功。大量實驗表明：使用任何機械都不能省功。1.有用功：我們必須要做的功，叫做有用功。是為了實現目的而做的功。用W有表示。2.額外功：在做有用功的同時，人們不需要但又不得不做的功，叫做額外功。克服機械自身（如動滑輪、繩子）的重力和摩擦等而做的功。用W額外表示。3.總功：有用功與額外功的總和。力對機械做的所有功。用W總表示。W總=W有+W額外

用水桶從井中提水的時候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是額外功。如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是額外功。判斷有用功和額外功，一定要弄清楚目的。

想想議議

如圖，物體重100N，滑輪重20N，用70N的拉力F將物體提高10m。問總功、有用功、額外功分別為多少？解：有用功W有=Gh=100N×10m=1000J總功W總=Fs=70N×10m×2=1400J額外功W額外=W總-W有=1400J-1000J=400J在保證所做有用功一定的情況下，人們總是希望額外功越少越好。即額外功在總功中所占的比例越少越好。物理學中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率。1.定義：有用功跟總功的比值叫做機械效率。3.意義：

表示機械做功時，有用功在總功中所占的比例，是機械性能的重要指標。4.特點：因為W有用<W總，所以，η

<100%。機械效率一般用百分數表示，沒有單位。2.公式：知識點二：機械效率起重機的機械效率是45%，它表示使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是45%，也可以說有用功在總功中占的比例是45%，另外的55％是額外功。起重機的機械效率是45%，它表示什么意義？5.一些機械的機械效率柴油機：28%～40%起重機：40%～50%抽水機：60%～80%6.怎樣才能提高機械的效率

減少額外功改進結構，使其合理、輕巧經常保養、定時潤滑，減小摩擦例題

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3.4×104J，起重機的機械效率是多少？g取10N/kg。

實驗：測量滑輪組的機械效率實驗原理：

實驗器材：實驗步驟：實驗1：用同一滑輪組拉動不同鉤碼至同一高度，計算機械效率；實驗2：用不同滑輪組拉動同一鉤碼至同一高度，計算機械效率。實驗數據：次數鉤碼所受的重力G/N提升高度h/m有用功W有/J拉力F/N繩端移動的距離s/m總功W總/J機械效率η1231.動滑輪重一定時，物重越大，機械效率越高。實驗結論：

滑輪組的機械效率與提升重物的重力有關，不同的滑輪組機械效率不同。2.物重一定時，動滑輪越重，機械效率越低。影響滑輪組機械效率的因素：1.摩擦、繩重（輪與軸及輪與繩之間）：減小摩擦可以減少額外功，提高機械效率2.物重：物重增加，機械效率提高3.動滑輪重：動滑輪重減小，機械效率提高有用功跟總功的比值叫做機械效率機械效率有用功對人們有用的必須要做的功并非我們需要但又不得不做的功有用功與額外功的總和機械效率總小于100%機械效率額外功總功測量滑輪組的機械效率1.一個水桶掉到了井里，在打撈水桶的過程中，則對水桶做的功叫做__________功，對水做的功叫________功，對水桶和水一共做的功叫_________功。有用額外總2.關于機械效率的說法中正確的是（

）A．越省力的機械，效率越高B．做有用功越多的機械，效率越高C．做相同的功，額外功的值越小，則機械效率一定越高D．做功越快的機械，機械效率越高C3．如圖所示，用滑輪組拉動重70N的物體A，在10s內使A在水平方向上移動5m，所用拉力F為20N，地面對A的摩擦力為30N，則A運動速度是

m/s，滑輪組所做的有用功是

J，滑輪組的機械效率是

。0.515075%4．在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行兩次實驗，實驗數據如下表：

⑴此實驗所用滑輪的個數至少是____個，其中動滑輪有_____個。⑵第一次實驗測得滑輪組的機械效率為