3.4简单机械 机械效率学案 （无答案）

机械效率
一．学习目标：
1．知道什么是有用功、额外功、总功；
2．理解机械效率的概念；
3．会相关的机械效率计算；
4．知道提高机械效率的方法。
二．自主学习：
1．温故知新：（1）物体的重为G，动滑轮的重为G动，有n段绳子系在动滑轮上，物体匀速上升距离为h，不计摩擦，则绳子自由端拉力为F＝
，移动距离为s＝
。
（2）功的计算公式是
，国际单位是
；功率的计算公式是
,
或
，国际单位是
。
三．探究学习：
（一）问题的提出：如右图所示，物体重G＝100N，在拉力F＝35N的作用下，
物体匀速上升1m。则绳子自由端移动的距离为
m，提升物体做的功
为
J，拉力F做的功为
J。
（1）我们的目的是提升物体，所以对物体做的功叫做有用功，用W有表示，
本题目中，W有＝
J。
（2）动力做的功叫做总功，用W总表示，本题目中，W总＝
J。
（3）为什么总功要比有用功大？答：
。
1．有用功：为达到目的而做的功叫做有用的功，有用功用W有表示。①如果是把物体匀
速提高，则有用功的计算公式为：W有＝
；②如果把物体放到水平面上，拉着物体做匀速直线运动，则有用功为克服摩擦力做功,此时W有＝
。③使用杠杆时，
阻力所做的功就是有用功。
2．额外功：对人们没有用但又不得不做的功叫做额外功。额外功用W外表示。额外功的
产生原因是：①
机械本身有重力；②
机械之间有摩擦。
3．总功：动力做的功叫做总功，用W总表示。W总＝W有+W外
例1．一只在井中的水桶重为G1，桶中水的重为G2，井的深度为h。如果我们的目的是提井中的水，则提水的过程中，W有＝
，W外＝
，W总＝
。
如果我们的目的是提井中的桶，则提桶的过程中，W有＝
，W外＝
，
W总＝
。
例2．一人将一袋米从一楼扛到5楼，这个过程中对
做的功是有用功，对
和
做的功是额外功。
(二)机械效率:有
和
的比值叫做机械效率,用符号
表示。
1．机械效率与功率、省力与否
(选填“有关”或“无关”)。
2．机械效率的计算式为：η＝×100%。
3．使用任何机械，机械效率都
1（选填“大于”“小于”或“等于”），其原因是
和
。
4．利用机械效率可计算总功：W总＝
，利用机械效率也可计算有用功W有＝
。
例1．用一个动滑轮将500N的货物提高1m，所用拉力为300N，有用功为
J，总功为
J，额外功为
J，机械效率为
。
例2．质量为50kg的中学生提着一捆质量为8kg的书，从一楼提到6m高的三楼，则他对书做的有功为
J，他做功的效率为
。（g取10N/kg）
例3．如图1所示，利用滑轮组提升重为900N的物体，绳子自由端移动的
距离为4m，人对绳子的拉力为500N。不计一切摩擦，求：
（1）动滑轮的重是多少？
（2）有用功是多少？
（3）总功是多少？
（4）机械效率是多少？
例4．用如图2所示的滑轮组将重为500N的物体在2s内匀速提升6m，已知
拉F的大小为200N，则滑轮组提升重物时所做的有用功为
J,拉力
做的功为
J,拉力的功率为
W，滑轮组的机械效率为
。
四．反思小结:
1．有用功（W有）:
。表达式为W有＝
或W有
。
额外功（W外）
。
总功（W总）：
。W总＝
+
。
2.
有用功和总功的
叫机械效率,它反映了机械
，其表达式为
η＝
。
3．任何机械，机械效率都
1。
五．课堂反馈（题中g＝10N/kg）
1．使用机械时，对完成工作任务无用而又不得不做的功叫做
；除此之外，真正对完成工作任务有用的功叫做
；二者之和叫做
。机械效率就是
与
之比，即η＝
。且其值总
1（选填“大于”“小于”或“等于”）。
2．用一个动滑轮把重为200
N的砂子在4
s内提到6
m高的脚手架上，所用的拉力F＝120
N，
那么做的有用功是
，拉力的功率是
，机械效率是
。
3．甲乙两机械，甲的机械效率是70%，乙的机械效率是50%，则下列说法正确的是（　）
A．使用甲机械做功省力　
B．甲机械做功快
C．相同时间内，甲机械完成的功多　
D．乙机械的额外功在总功中占的比例大
4．体重是400
N的同学用重10
N的水桶，提起重为100
N的水沿楼梯送到5
m高的宿舍里使用，完成这一次提水，做有用功和额外功分别是（　
）
A．500
J、50
J
B．500
J、2050
J
C．550
J、2000
J
D．2500
J、50
J
5．分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体提升到相同的高度，做的有用功（
）
A．杠杆最多
B．动滑轮最多
C．滑轮组最多
D．一样多
6．如图所示，是建筑工人利用滑轮组从地面提升物体的情形。某次操作中，
工人用400N的拉力F在1min内将总重为900N的物体匀速提升5m。在
这段时间内（
）
A．拉力F做的有用功2000J
B．拉力F做功的功率约33W
C．动滑轮重300N
D．滑轮组的机械效率75%
7．如图4所示的剪刀剪纸机械效率为80%
，这表示（
）
A．若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N
B．若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8N
C．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J
的功用于剪纸
D．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J
的功用于剪纸
8．装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为1000N的货物，所用的拉力F为
600N，绳子自由端在50s内被拉下2m。求：
（1）拉力F所做的功；
（2）拉力F功率；
（3）滑轮组的机械效率。
9．使用图6所示的滑轮组把重物提高0.6m，若拉绳的力是100N、额外功是60J。
求：（1）总功是多少？（2）有用功是多少？
（3）机械效率是多少？（4）被提起的重物的重为多少？