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ZJ版九上§3.4 简单机械（4）预学案
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请您以教材为蓝本，完成下列问题：
一、知识点预习：
1、有用功：对人们有用（或有益）的功。
如图3-50所示，利用动滑轮把重为G1的物体 提升h高度的过程中所做的功为：W＝ ，这是人们提升重物过程中必须要做的功，这部分功叫做 。
2、额外功：人们不需要但又不得不做的功。
在提升重物的过程中，由于动滑轮本身也受到 作用，以及动滑轮的转轴上存在 力，因此，必须克服动滑轮自身的重力和动滑轮上的摩擦力做一定量的功，这部分功并非我们需要但又不得不额外做的功。利用机械时，人们不得不额外做的功叫做 。
3、总功：人的 F（动力）对 （机械）所做的功，即有用功与额外功的总和（W总=W有用+W额）。
4、机械效率
（1）概念：有用功跟总功的 。（2）公式： 。
（3）特点：a、机械效率通常用 表示，没有单位； b、机械效率总 1 （W有用二、知识点运用：
1、提高滑轮组的机械效率，下列措施正确的是（ ）
A. 多用几个动滑轮，减小拉力 B. 增加钩码个数，增大拉力
C. 减小提升的高度，减小做功 D. 上述措施都可行
关于滑轮组的功、功率、机械效率的说法正确的是（ ）
A. 机械效率越高，做功越多 B．功率越大，做功越快
C．机械的效率越高，功率越大 D．使用机械效率高的机械可以省功
3、下列关于机械效率的说法中，正确的是（ ）
A．越省力的机械，其机械效率越高 B．做的有用功越多，机械效率越高
C．做的总功越少，机械效率越高 D．额外功在总功中占的比例越小，机械效率越高
下列关于滑轮组机械效率的说法中正确的是（ ）
机械效率越高的滑轮组越省力
B．机械效率越高的滑轮组做功越快
C．机械效率越高的滑轮组，有用功跟总功的比值越大
D．有用功做得越多，滑轮组的机械效率越大
5、如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度．若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦)，则下列选项正确的是( )
A. F1>F2 η1<η2 B. F1>F2 η1＝η2
C. F1η2
（第5题图） （第6题图）
6、如图所示，某人将物体沿水平方向匀速拉动了5 m，所用时间为10 s．物体和地面之间的摩擦力为320 N，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是( )
A. A、B、C处绳子受力的大小关系是FB>FC>FA B. 绳子A处向上的速度为0.5 m/s
C. 动滑轮重为80 N D. 拉力F做功的功率为160 W
参考答案：
一、知识点部分：
1、 G1h 有用功 2、重力 摩擦 额外功
3、拉力 动滑轮
4、（1）比值 （2） （3）百分数 小于
二、知识运用部分：
1、B 2、B 3、D 4、C 5、B
6、C
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ZJ版九上§3.4 简单机械（4）课后练习
姓名
1、工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 增大提升重物的速度，可以增大有用功 B．减小定滑轮的重力，可以减小额外功
C. 增大提升重物的高度，可以提高机械效率 D．减小动滑轮的重力，可以提机械效率
（第1题图） （第2题图） （第3题图）
2、2018世界杯正用图甲、乙两种方式匀速提升100N的物体，已知滑轮重20N，绳重、摩擦不计，则（ ）
A. 手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙 B. 手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
C. 手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙 D. 手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
3、部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。则下列判断正确的是（ ）
A．滑轮所做的有用功为1200J B．滑轮受到的重力为100N
C．该滑轮的机械效率η＝75% D．绳子自由端移动的速度大小为0.3m/s
4、如图所示，工人用250N的拉力，在10s内将重为400N的物体A匀速提升4m，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．工人向右移动的速度为0.4 m/s B．工人对滑轮组做的功为1600J
C．滑轮组对物体A做功的功率为200W D．此滑轮组的机械效率为80%
（第4题图） （第5题图）
5、如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为50N，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，此时测力计的示数为550N；在物体B下加挂重为90N的物体C后，用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s. 若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（ ）
A. 物体A所受滑动摩擦力大小为275N B. F的大小为530N
C. F做功的功率为42w D. B的重力为500N
6、图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：
（1）物体提升的高度是_____cm，拉力是_____N，该滑轮组的机械效
率η=_____；
若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组
的机械效率_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
参考答案
1、D 2、 D 3、C 4、D 5、B
6、 （1）5.0 2 75%；（2）变小
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浙教版 九上
§ 3. 4 简单机械（4）
-----机械效率
复 习
1.做功的两个必要因素是什么？
2.功的计算公式是什么？
3.简单机械的作用是什么？
使用简单机械可以省力，或者省距离，能省功吗？
作用在物体上的力；
物体在力的方向上通过的距离。
有一重680N的重物，现用两种方法将它提升2米：
（1）工人直接用手搬该物体；
（2） 当工人师傅使如图所示滑轮组搬该物体，测得工人所用拉力为400N。
分别求此两种方法工人所做的功。
活动：算一算
W1=Fs=Gh=680N×2m=1360J
W2=Fs=600N×4m=2400J
使用机械不省功！
总功
有用功
不省功的原因是什么？
由于忽略机械自重、摩擦等时，使用简单机械时所做的功等于不使用使用机械而用手直接对物体所做的功。也就是使用机械不省功。
想一想：
一、有用功、额外功和总功
1、有用功（W有用）
如图所示，利用动滑轮把重为G1的物体提升h高度的过程中所做的功为：W＝G1h，这是人们提升重物过程中必须要做的功，这部分功叫做有用功。
使用机械时，为达到目的而做的功，称为有用功。
在提升重物的过程中，由于动滑轮本身也受到重力作用，以及动滑轮的转轴上存在摩擦力，因此，必须克服动滑轮自身的重力和动滑轮上的摩擦力做一定量的功，这部分功并非我们需要但又不得不额外做的功。
利用机械时，人们不得不额外做的功叫做额外功。
2、额外功（W额外）
3、总功W总 ：
有用功与额外功的总和，即： W总=W有+W额
注：通常总功指对机械所施加的动力所做的功。
1、机械效率：
有用功跟总功的比值,叫机械效率。
二、机械效率
公式：
(2)有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。
(1)机械效率一般用百分数表示，没有单位；
注意：
原因：机械自重、摩擦等因素存在。
起重机的机械效率是60%。
它表示什么意思？
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功。
2、滑轮的机械效率：
W有用=
W总=
W额外：
FS拉
克服动滑轮重、绳重、摩擦所做的功
G物h物
＝
根据
又因为，W总＝W有用+W额外，而不计绳重及摩擦时，W额外＝ G轮h轮
则：W总＝G物h物+G轮h轮 ＝G物h物+G轮h物 ＝（G物 +G轮）h物
所以，不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率：
因为，W总＝FS拉＝Fn绳h物
则：
不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率：
滑轮组的机械效率：
视频：机械效率计算
W有用=
W总=
W额外：
fS物
FS拉
克服摩擦所做的功
η=
讨论与思考：
如何求下列滑轮组的机械效率（不计绳重及绳与轮间摩擦）？
＝
W有用=Gh1
η=
利用杠杆提升重力是G的钩码，弹簧测力计的示数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2，有用功是多少？总功是多少？机械效率如何表达？
W总=Fh2
3、杠杆的机械效率：
根据以上推导，你可以猜想一下，提高机械效率有哪些方法？
机械效率是表示机械性能的一项重要指标。一般的滑轮组的机械效率为50%~70%，起重机的机械效率是40%~50%，抽水机的机械效率为60%~80%。在使用机械时，总是尽可能减小额外功以提高机械效率。提高机械设备的机械效率有着重要的现实意义。
3、提升滑轮机械效率的方法：
1）减小动滑轮自重来减少额外功；
3）增加提升物体的重力来增加有用功。
2）减小机械间的摩擦力来减少额外功（如添加润滑油等）；
例1、用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？
三、机械效率的有关计算举例
解：
答：有用功是1800J,总功是2160J,机械效率是83.3%
解：
例2、用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，若不计绳重与摩擦，求动滑轮重为多少？
W额外＝W总－W有＝2160J－1800J＝360J
W额外＝G轮 h
G轮＝W额外/h＝360J/9m＝40N
答：动滑轮重40N。
课堂小结
机械效率：有用功跟总功的比值
有用功：对人们有用的功
额外功：人们不需要但又不得不做的功
总功：有用功与额外功的总和
公式：
×100%
课堂小练
1、下列关于机械效率的说法正确的是（ ）
A．杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率
B．随着科学技术的发展，机械效率可能会大于100%
C．滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率
D．机械效率不可能达到100%
D
课堂小练
2、下列关于简单机械的理解，正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
B．吃饭时，筷子是个省力杠杆
C．使用杠杆，就是为了省力
D．使用定滑轮不省力，但可以省距离
A
课堂小练
3、如在相同的时间内，用同一滑轮组可分别把重为50N和100N的物体匀速提升4m，若在两种情况中的额外功相等，则在这两种情况中（ ）
A．滑轮组的功率相等
B．所做的有用功相等
C．绳端移动的距离相等
D．滑轮组的机械效率相等
C
课堂小练
4、如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m，已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（ ）
A. 绳子自由端被拉下3m
B. 做的额外功是800J
C. 拉力F做功的功率是80W
D. 滑轮组的机械效率是60%
B
课堂小练
5、如图所示，物体A是正方体铁块，边长是20 cm，当水平拉力F=80 N 时，物体A恰好做匀速直线运动。已知ρ铁=7.8×103 kg/m3，物体A运动时受到地面的阻力是物重的0.3，试求：（g取10 N/kg）
（1）物体A的质量。
（2）该滑轮组的机械效率。
(1)62.4kg (2)78%
课堂小练
6、小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。（支点和杠杆的摩擦不计） 问：重为5N的钩码挂在重为2N的杠杆上的A点时，人的拉力F为4N。钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率η为多大？
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A
A
B
C
C
F
F
75%
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