(共40张PPT)
第十二章 简单机械
第3节
机械效率
×年×月×日
1
有用功
2
额外功
3
总功
4
机械效率
本节内容
在生活中我们会利用机械完成很多“作业”
机械工作时也有机械效率
F
s
W = Fs
F1
F2
W = F1s
W = F2s
有
额
总
有用功：为达到目的必须做的对人们有用的功。
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：
W有
W额
W总
+
=
用水桶提水，有用功（看目的）？额外功？
有用功：水 额外功：桶
从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，哪部分是有用功，哪部分是额外功？
井 中 提 水
井 中 捞 桶
有用功：桶 额外功：水
使用动滑轮是否省功
G物/N h/m W甲 G动/N F/N s/m W乙
2 1 1
推广：使用任何机械都不省功。
使用动滑轮不省功，而且要多做功。
2J
1.5
2
3J
机械效率
机械效率：有用功跟总功的比值。
在总功一定的情况下，人们希望有用功越_____越好，额外功越_____越好。
公式：
η＝
W有
W总
注：机械效率用百分数表示，没有单位。
思考：机械效率可能大于1或者等于1吗？
多
少
起重机40%~50%
汽油发动机：22%~27%
柴油发动机：28%~30%
抽水机60%~80%
例题
A
三种机械效率的计算
竖直滑轮组的三种功
有用功
额外功
总功
克服物重做的功
克服滑轮重与绳重、
绳与轮之间的摩擦做功
人的拉力做的功
F、s
G、h
竖直滑轮组的机械效率
有用功
额外功
总功
（不计绳重及摩擦）
F、s
G、h
竖直滑轮组的机械效率
机械效率
（通用）
（不计绳重及摩擦）
水平滑轮组的三种功
有用功
额外功
总功
克服摩擦力做的功
来自绳与轮之间的摩擦
人的拉力做的功
水平滑轮组的机械效率
有用功
额外功
总功
机械 效率
斜面的三种功
有用功
额外功
总功
克服重力做的功
克服摩擦力做的功
人的拉力/推力做的功
斜面的机械效率
有用功
额外功
总功
机械 效率
1．如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m，所用拉力F=100N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组对重物做的有用功为_________J。
320
2．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小30N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为 ( )
A. 45 N、50%
B. 45 N、75%
C. 60 N、50%
D. 60 N、75%
B
3.如图所示，斜面长5m，高1m，木块重100N，小明用F＝32N的力将物体从底端沿斜面匀速拉到顶端，则下列说法正确的是（ ）
A．小明做的有用功为32J
B．木块受到的摩擦力为32N
C．斜面的机械效率为20%
D．小明做的总功为160J
D
F
4.如图所示，将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F＝50N，则该装置的机械效率为（ ）
A．40%
B．50%
C．80%
D．100%
A
F＝50N
本节内容
掌握两个实验：
1. 测量竖直滑轮组的机械效率
2. 测量斜面的机械效率
实验原理
实验器材
滑轮、细线、钩码、
弹簧测力计、刻度尺
测量竖直滑轮组的机械效率
W有
W总
Gh
Fs
＝
η＝
F、s
G、h
F、s
G、h
实验步骤
测量滑轮组的机械效率
F、s
G、h
1. 用弹簧测力计测钩码的重 G
2. 组装滑轮组，记录钩码和绳端的位置
3. 缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力 F 的值，用刻度尺测出钩码上升的高度 h 和绳端移动的距离 s
考点：
① 沿 方向 拉动弹簧测力计，读出F。
目的：
② 必须边拉动边读数，
因为 。
（静止时无摩擦）
竖直
缓慢匀速
使弹簧测力计示数稳定。
绳与滑轮间存在摩擦，不可忽略
视频
1
1.5
2
0.044
0.055
0.035
0.044
0.45
0.131
0.164
74.6﹪
77.4﹪
79.5﹪
0.107
0.088
0.059
0.11
0.65
0.8
0.083
0.07
实验结论：对于同一滑轮组，增大物重，可提高机械效率。
测量竖直滑轮组的机械效率
1
1.5
2
0.45
74.6﹪
77.4﹪
79.5﹪
0.65
0.8
测量滑轮组的机械效率时，也可以不测量距离吗？
你能否凭表中的实验数据求出机械效率？
1.摩擦、绳重（轮与轴及轮与绳之间）
（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）
2.物重
（物重增加，机械效率提高）
3.动滑轮重
（动滑轮重减小，机械效率提高）
实验结论：
影响因素
讨论：如何提高机械设备的机械效率？
1.改进机械结构、使其更合理、更轻巧。
2.定时保养、加润滑油减小机械间的摩擦。
3.在机械能承受的范围内，尽可能增加每次提升重物的重量，充分发挥机械的作用。
降低额外功
提高有用功
测量斜面的机械效率
实验猜想
实验器材
注意事项
斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关
要匀速拉动物体，拉力要与斜面平行。
弹簧测力计、刻度尺、长木板、木块
实验原理
W有
W总
Gh
Fs
＝
η＝
记录数据：
斜面的 倾斜程度 木块重 G/N 斜面高h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长 s/m 有用功 W有/J (Gh) 总功 W总/J (Fs) 机械
效率η
较缓
较陡
最陡
0.06
1.7
1.7
1.7
0.1
0.14
0.4
0.5
0.6
0.82
0.82
0.82
0.1
0.17
0.24
0.33
0.41
0.49
30 ％
41％
49 ％
结论：
斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、粗糙程度有关，斜面越陡、越光滑，机械效率越高。
利用杠杆做功
拓展训练
如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为____N，测力计上升的高度s为0.2 m．物块重G为1.5 N，物块上升的高度h为0.3 m，则杠杆的机械效率为____%.
2.5
90
计算题
如图所示，利用滑轮把重为300 N的物体从斜面底端沿斜面往上匀速拉动10 m，物体升高了6 m，所用时间为10 s，该装置的机械效率为75%，绳子自由端拉力为F，其方向始终与斜面平行，求在此过程中：
(1)拉力做的有用功；
(2)拉力的大小；
(3)拉力的功率．
解：(1)拉力做的有用功W有用＝Gh＝300 N×6 m＝1800 J
拉力做的总功
拉力的大小
(3)拉力的功率
(2)绳端移动的距离 s绳＝2s物＝2×10 m＝20 m
机械效率
有用功
对人们有用的必须要做的功
并非我们需要但又不得不做的功
有用功与额外功的总和
有用功跟总功的比值叫做机械效率
机械效率
额外功
总功
W有
W总
η＝
测量滑轮组的机械效率
影响因素：G物、G轮、G绳、f
中考链接
（中考·荆门）如图所示，用甲、乙两个滑轮组分别将不同的物体A和B匀速提升相同的高度，滑轮完全相同且不计绳重和摩擦，若滑轮组甲的机械效率较大，则下列判断正确的是（ ）
①A物体比B物体轻
②提升A的拉力较大
③提升A所做的额外功较少
④提升B做的总功较少
A．只有①③ B．只有②④
C．只有②③ D．只有①④
B
