(共13张PPT)
11.5
机械效率
将钩码提升至一定的高度是我们的目的，所做的功叫做有用功，记做W有用。
正确理解简单机械的有用功：
有用功（W有用）：为达到目的所做的、对人们有用的功叫做有用功。
有用功是与使用机械做功时所要达到的目的有关系。
使用机械做功时所要达到的目的有两种情况：
（1）使物体在竖直方向提升一定高度h，提升重物是
我们的目的，只要克服物体的重力G就能达到目的，
所做功是有用的W有用＝G物h。
（2）使物体在水平面上匀速直线运动一段距离S物，使
物体做匀速直线运动是我们的目的，只要克服物体与
水平面之间的摩擦力f就能达到目的，所做功是有用的
W有用＝fS物。
①
F≠f
②
W有≠Gh
①s自=nh物
②v自=nv物
在斜面上时F≠f;在水平面上匀速运动时
F=f
注意
W总=
W总=
W总=
W总=
总功
W有=
W有=
W有=
W有=
有用功
示意图
滑轮组
斜面
杠杆
G
F
G
f
f
Gh
FS
Gh
FS
Gh
F×3h
fL
F×2L
h
几种简单机械的有用功和总功
在使用滑轮提升重物时，除需克服摩擦力做功
外，还要克服动滑轮的重力做功，这部分功虽然并非
我们所需要的，但又不得不做，我们将它们叫做额外
功，记做W额外。
W总＝Fs
额外功（W额外）：不需要但又不得不额外做的功叫做额外功。
把手的拉力（即动力）对简单机械做的功叫做总功，
记做W总。
总功（W总）：动力所做的功叫做总功。
则总功应等于有用功与额外功之和：
W总＝W有用＋W额外
计算竖直滑轮组机械效率的几种方法：
=
若不考虑绳重和摩擦，只计动滑轮重量时
η=
nF拉=G物+G动
nF拉
G动
G物
η=
=
=
×100％
×100％
探究：影响斜面机械效率的因素
实验时沿斜面匀速拉动木块，并在拉动中读出拉力的大小。
实验次数
斜面倾斜程度
斜面材料
木块重力G/N
斜面高度h/m
有用功W有/J
拉力F/N
斜面长度s/m
总功W总/J
机械效率
1
较缓
木板
1
0.1
0.1
0.2
0.7
0.14
71.4%
2
较陡
木板
1
0.17
0.17
0.3
0.7
0.21
81%
3
陡
木板
1
0.24
0.24
0.4
0.7
0.24
85.7%
4
棉布
1
0.24
0.24
0.5
0.7
0.35
68.6%
5
毛巾
1
0.24
0.24
0.6
0.7
0.42
57.1%
实验数据
1.
斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低。
2.
斜面的倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），拉力越大，效率越高。
结
论
如图所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为ηl，用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则
(
)
A、Wl=W2
ηl=η2
B、W1=W2
ηl<η2
C、W1η1>η2
D、W1>W2
ηl<η2
(2021乐山)如图所示，利用滑轮组在4s内将一重为9N的物体匀速向上提升了10cm，拉力为4N,不计一切摩擦和绳重，（g取10N/kg）。下列说法正确的是
A．动滑轮重力为5N
B．滑轮组的机械效率为75％
C．拉力所做的功为0.4J
D．拉力的功率为0.4W
（2021广安）如图所示，水平地面上建筑人利用滑轮组，将重为900N的物体在10s内匀速提升2m?工人对绳子直向下的拉力为500N，自身重力为700N，不计绳重和摩擦阻力?以下说法正确的是（ ）
A.
工人对地面的压力为700N
B.
拉力的功率为150W
C.
滑轮组的机械效率为60%
D.
动滑轮的自重为100N
(2021滨州)如图所示,重800N的物体在100N水平拉力F的作用下,以0.
1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的是
A.拉力F做的功为400J
B.物体与地面间的滑动摩擦力为180N
C.额外功的功率为12W
D.若物体的重力和运动速度不变,只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
（2021南充）如图所示，用沿斜面向上大小为4N的拉力，将一个重5N的物优从斜面底端匀速拉至顶端。已知物体沿斜面上滑的距离为5m,上升的高度为3m,则物休受到的摩擦力为
N,斜面的机械效率为
。
s物
思考：
下列简单机械组合做的有用功和总功机械效率分别如何表达？(共27张PPT)
上述的几个“率”=有用的量/总量
表示事物某一方面的优劣。
“率”
你知道生活中的
一词吗？
种子的发芽率、树的成活率
粉笔利用率
时间的利用率
11.5
机械效率
我家住在四楼，买了一批木料，可以直接用手拉到四楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用为了
。
省力
www:
用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？
实验目的:
再探动滑轮：
实验器材:
实验注意事项:
比较利用动滑轮提升物体与直接提升物体做功的多少
铁架台、动滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺、细线
测量的物理量:
物体的重力G
物体上升的高度h
作用在绳子上的力F
绳子移动的距离S
匀速拉动绳子
拉力竖直向上
实验表格设计:
设计记录数据的表格。
G
次数
钩码的重G/N
钩码上升的高度h/m
手的拉力F/N
手移动的距离S/m
动滑轮对钩码做的功G·h
手拉绳做的功F·S
1
2
0.1
1.3
0.2
0.2
0.26
2
4
0.1
2.5
0.2
0.4
0.5
3
6
0.1
3.8
0.2
0.6
0.79
互动突破
实验分析：手拉绳做的功和动滑轮对钩码所做的功相等吗？哪个大？找一找其中的原因，与同学们交流一下。
W手拉绳=
，W动对钩=
，
W手拉绳
W动对钩，
原因：
Fs
Gh
>
人拉绳时，提起物体做功，同时也对动滑轮做功，另外还要克服绳重和滑轮轴上的摩擦做功。
提起物体做的功
提起滑轮做的功
克服摩擦力做的功
人做
的功
=
+
+
目
的
没有用但又不得不做的
总共的
有用功
额
外
功
总功
=
+
W总=
W有
+
W额
利用机械工作时,对人们有用的功叫做有用功W有
对人们没有用又不得不额外做的功叫做外额功W额
有用功与额外功的和,叫做总功W总
课堂活动
机
械
效
率
1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.
2.表达式:
课堂活动
讨论：
有没有机械效率为100%的机械？为什么？
课堂活动
起重机的机械效率是50%，它表示什么意义？
小明最终选择用如图滑轮组把这袋沙子搬上了楼
对谁做的是有用功？
对谁做的是总功？
学以致用
v
f
F
S
S物
额外功:
移动物体
目
的:
克服摩擦所做的功fS物
有用功:
克服滑轮轴之摩擦所做的功
总
功:
人对滑轮组所做的功FS
总功
有用功
额外功
＝
＋
＝
＋
W总
W有用
W额外
学以致用
F
G
s
h
W有用=G物·h
W总=F·s
W额外=G动·h
（不计绳重和摩擦）
F
s绳
s物
f
W有用=f·s物
W总=F·s绳
不同放置滑轮组做功
h
l
f
F
G
N
W有用=G·h
W总=F·s
W额外=f·s
不做功
利用斜面做功
额外功:
提升物体
目
的:
克服物体重力所做的功Gh
有用功:
克服斜面摩擦所做的功fs
总
功:
人拉物体所做的功Fs
学以致用
（2）测定滑轮组的机械效率，应测定的物理量有
，
，
，
，需要计算
的物理量有
，
，
。
钩码的重G
拉力F
钩码上升高度h
绳端移动距离s
有用功W有
总功W总
机械效率η
（3）所用器材除钩码、铁架台、滑轮组、细绳外，还需
要
和
。
刻度尺
弹簧测力计
（1）实验原理是
探究：测滑轮组的机械效率
再探滑轮组：
（4）安装好滑轮组，记下
和
的位置，
匀速拉动弹簧测力计使钩码G升高，记下
，
并从弹簧测力计得出
的值和弹簧测力计移动的
距离
。
钩码
弹簧测力计
钩码上升高度h
拉力F
s
（5）设计表格
钩码重G/N
弹簧测力计示数F/N
有用功W有/J
绳端移动距离s/m
钩码上升高度h/m
总功
W总/J
机械效率η
再探滑轮组：
（6）.
某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的
数据如下表所示，装置如图所示
次数
物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74%
57%
83%
（1）通过表中数据可分析出实验1是
用
图做的实验，实验2是用
图
做的实验。
甲
乙
（2）通过实验1和实验2的数据分析得
出结论：使用不同的滑轮组，提升相
同的重物时，动滑轮的个数越多，滑
轮组的机械效率
。
越低
（3）比较实验1和实验3可得出结论：
使用同一滑轮组，
，可
以提高滑轮组的机械效率。
增加物体的重
G
F
甲
G
F
乙
再探滑轮组：
请你思考
影响滑轮组机械效率的因素
1、动滑轮的自重
2、绳重与摩擦
3、所提升的物重
4、机械效率与绳子股数（省力多少）、功率大小、重物被提升的高度都无关！
注意
η=
=
=
计算竖直滑轮组机械效率的几种方法：
=
=
1、在测滑轮组的机械效率时，可以不测量S和h;
2、若不考虑绳重和摩擦，只计动滑轮重量时：
η=
nF拉=G物+G动
nF拉
G动
G物
=
×100％
×100％
1、
用右图所示的滑轮组，将重为20N的物体匀速提升0.1m．拉力F=8N．在这过程中，求：
（1）有用功
（2）总功
（3）额外功
（4）此滑轮组的机械效率
作
业
2、某人用如图所示的滑轮组匀速提升重物，所用的拉力F为300N．绳子自由端在4s内被拉下2m，滑轮组的机械效率为60％求：
(1)总功、有用功和额外功
(2)重物有多重
(3)滑轮组中动滑轮的重(不计摩擦和绳重)
F=300N
S=2m
G物
=?
η=60%
h=1m
W总
W有
（2020陕西）某小区正在进行改造施工。工人用如图所示的滑轮组将750N的沙子匀速提升了10m，用时100s。若工人所用的拉力为400N，则拉力的功率为
W，滑轮组的机械效率为
。使用该滑轮组既能
又能改变力的方向。使用滑轮组
（选填“能”或“不能”）省功。
（2021鄂尔多斯）工人用如图装置搬运石块A。已知A重1200N，在20s内沿水平方向匀速移动3m，工人所用拉力F为120N，那么A移动速度为______m/s，此过程拉力F做功为______J；如果此装置机械效率为75%，则石块A受到的摩擦力为______N。
3.如图所示，斜面长5m，高2m，工人要沿斜面把重500N的物体匀速拉到斜面顶端，若拉力大小为400N求：
（1）工人做的有用功、总功、额外功；
（2）求斜面的机械效率
（3）物体与斜面的摩擦力。
F
2m
