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机械效率
第4节
第十二章 简单机械
做作业1h
玩游戏1h
思考：小明同学为什么学习效率如此低呢？
打瞌睡1h
观察与思考
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
一、有用功和额外功
公式：
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。
W有+W额= W总
用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？
提水所做的功是有用功，提水桶所做的功是额外功。
如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？
提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功。
使用动滑轮是否省功
1.用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。
2.用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，计算拉力所做的功。
进行实验：
物重G/N 物体移动 距离h/m 直接提起物体做功W直 拉力F/N 绳子移动距离s/m 用装置拉起来做功W机
实验记录：
使用动滑轮不省功，而且要多做功。
实验结论：
使用任何机械都不省功，这叫做功的原理。
二、机械效率
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。
注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。
思考：机械效率可能大于1或者等于1吗？
多
少
机械效率：有用功跟总功的比值。
η =
W总
W有
公式：
起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的效率是多少？g取10N/kg。
例题
解：起重机匀速提升重物则
F＝G＝mg＝0.5×103kg×10N/kg＝5×103N
起重机提升重物所做的功是有用功：
W有＝Fh＝5×103N×3m＝1.5×104J
起重机的电动机所做的功是总功：W总＝3.4×104J
则机械效率：η＝ ＝ ＝0.44＝44%
3.4×104J
1.5×104J
W总
W有
起重机40%~50%
汽油发动机：22%~27%
柴油发动机：28%~30%
抽水机60%~80%
现在各种机械的机械效率都还不够高！
测量滑轮组的机械效率
设计实验：
需要测量哪些物理量？用什么测量工具？怎样计算有用功和总功？
需要那些实验器材？
实验原理：
Gh
Fs
η＝ ＝
W有用
W总
1.测出钩码所受重力，再按图所示组装滑轮组。记下钩码和绳端的位置。
2.匀速拉动弹簧测力计，读出拉力F 的值，并用刻度尺测出钩码移动的距离与绳子移动的距离。
3.计算机械效率。
进行实验：
实验记录：
物重G/N 物体移动 距离h/m 有用功W有 拉力F/N 绳子移动距离s/m 总功W总 效率η
实验结论：
增加物重，机械效率会提高。
1.动滑轮重
(动滑轮重减小，机械效率提高)
思考：你觉得除此之外还有什么其他的因素会影响机械效率呢？
2.摩擦(轮与轴及轮与绳之间)、绳重
(减小摩擦、绳重可以减少额外功，提高机械效率)
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
如图所示，用同一滑轮组分别将物体A 和物体B 匀速提升相同的高度，与提升B 相比，提升A 的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A 的过程（ ）A. 额外功较小
B. 额外功较大
C. 总功较小
D. 总功较大
D
例题
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
1.卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是（ ）
A.都是有用功
B.都是额外功
C.对喝茶的人而言是有用功
D.对卖茶杯的人而言是有用功
D
2.关于机械效率的说法中正确的是（ ）
A.越省力的机械，效率越高
B.做有用功越多的机械，效率越高
C.做相同的功，额外功的值越小，效率越高
D.做功越快的机械，效率越高
C
3.一台起重机将重3600N的货物提高5m。求：
(1)起重机做的有用功是多少？
(2)如果额外功是12000J，起重机的机械效率是多少？
解：(1)W有＝Gh＝3600N×5m＝18000J；
(2)如果额外功是12000J，则总功为：
W总＝W有+W额＝18000J+12000J＝30000J；
起重机的机械效率：
η＝ ×100% ＝ ×100%＝60%
W有
W总
1.8×104J
3×104J
4.在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
(1)此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有____个。
(2)第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______（选填“大于”“小于”或“等于”）第一次的机械效率。
次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
3
2
62.5%
大于
