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第九章
机械和功
第五节
探究使用机械是否省功
省力
省距离
省力
改变力的方向
这些机械能省功吗？
工作任务：把重为10N的物体提升1m高
方法一：不用机械，直接用手完成
W手＝Gh=10J
方法二：使用定滑轮来完成
W定＝Fs
F
=G
s
=h
＝Gh=10J
方法三：使用动滑轮来完成
F
s
=2h=2m
W动＝Fs＝5N×2m=10J
方法四：使用杠杆来完成
F
s
一、功的原理
使用任何机械都不省功
W机＝W手
绳重
摩擦
绳重
摩擦
动滑轮重
摩擦
杠杆自重
W机＞W手
二、机械效率
额外功
有用功
总功
有用功：直接对物体所做的功。
额外功：不可避免的对机械本身
和克服摩擦等因素做的功。
总功：有用功和额外功的总和
W总＝W有用＋W额外。
机械效率：有用功跟总功的比值
⑴
η＜1
⑵
η无单位
⑶
η与功率无联系
η读“伊塔”
有用功：对水桶做的功
额外功：克服定滑轮轴摩擦做的功
总功：人做的功
三、竖着安装的滑轮组(不计绳重和摩擦)
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
竖着安装的滑轮组的机械效率跟________有关，跟_________、______和_______
有关。_____越大，机械效率越高；_________________________越大，机械效
率越低。
物重
动滑轮重
绳重
摩擦
物重
动滑轮重、绳重和摩擦
例1、如图所示，用滑轮组提升重物时，将500N的物体在10s内匀速
提升
2m,已知动滑轮重为100N(不计绳重和摩擦)，则提升重物过程中（
）
A、滑轮组对重物做功1000J
B、绳子自由端拉力F的功率为60W
C、滑轮组的机械效率为55.6%
D、提升重物变成400N时，滑轮组的机械效率变小
已知：
G＝500N
t＝10s
h＝2m
G动＝100N
用同一个滑轮组提不同的重物，所提重物越重，机械效率越高
用同一个滑轮组提不同的重物，所提的重物越重，滑轮组的机械效率越_____
结论一
高
相同的滑轮采用不同的绕法，提升相同的重物，机械效率相等
结论二
滑轮组的机械效率与绳子的绕法_______
无关
提升相同的重物，机械越简单，机械效率越________
结论三
高
BD
例2、（多选）小刚利用如图甲所示的滑轮组及相关器材进行实验，
改变所挂物体重G，在绳自由端施加竖直向上的拉力F，使滑轮组匀
速提升重物升高相同的高度，拉力所做的总功为W，滑轮组的机械
效率为η
。不计绳重及摩擦，图乙中关于物重G及对应的W和η的
关系图像，其中正确的是（
）
四、水平安装的滑轮组(考虑了所有因素)
F物
f
F物=f
⑴
s物
s绳
F绳
⑵
⑶
⑷
n=3
s绳=ns物
v绳=nv物
已知：f=1200N，η＝80%,v物＝1m/s
解：⑴拉绳的速度
⑵因为
⑶拉力的功率
直接用手提升重物做的功：W1＝Gh
五、斜面
G
G
h
F
⑴当斜面无摩擦时，把物体推上去做的功：W2＝FL
根据功的原理有：W1＝W2
Gh＝FL
例：G＝240N，h=2，L=8m
F=60N
结论：使用斜面可以省力
斜面长是高的几倍，沿斜面的推力就是物
重的几分之一
如果斜面有摩擦，
F
f
FL＞Gh
⑴有用功：
⑵总功：
⑶额外功：
⑷机械效率：
G
F
16
2
80%
