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11.3　如何提高机械效率
一袋重力为9N的砂石
1、如图1，直接运到高为1m的地方，人需要做功多少？
使用滑轮组时候，其拉力所做的功会多一些。
图1
图2
2、若采用如图2所示的滑轮组，拉力F为4N，则拉力做功多少？
这是为什么？你能找出其中原因吗？
1、克服重物的重力做功
2、克服动滑轮的重力做功
3、克服摩擦做功
滑轮组提升重物所做的功，是我们需要的、有价值的功，叫做有用功，记做W有用
W有用=G物h
当我们使用机械做功时，就必须克服机械自身的重力和摩擦力等做一定量的功。
这部分对人们既无利用价值，又不得不做的功，叫做额外功，记做W额外
滑轮组的额外功有三部分：
1、动滑轮重
3、摩擦
2、绳重
如果题目说“不计绳重与摩擦”，则额外功只有：
1、动滑轮重
W额=G动h
使用任何机械都一定有额外功，额外功一定不为0
人的动力 做的功，叫做总功，记做W总
W总=F拉s
W总=
W有用=
滑轮组的：
G物h
F拉s
由于存在额外功，
即W额外>0
W有用W总=W有用+W额外
1. 用水桶提水，下列所述中属于有用功的是(　　）
A. 把桶中的水提高做的功
B. 把桶提高做的功
C. 提整个桶做的功
D. 手对绳子拉力做的功
A
2. 水桶掉进水里，打捞时桶里带些水，下列所述中属于有用功的是(　）
A. 把桶中的水提高做的功
B. 把桶提高做的功
C. 提整个桶做的功
D. 手对绳子拉力做的功
B
思考
1.如果此时需要提来大量的水,为了效率高,你会选择一次提一桶水还是半桶水
一桶水
2.一桶水和半桶水，是属于改变什么物理量
有用功
使用机械做功时,有用功在总功中占的比例越大越好
有用功占的比例越大,说明机械工作的效率越高
额外功所占的比例越小越好
机械效率
机械效率 ＝
有用功
总功
有用功在总功中所占的比例
机械效率:
机械效率
符号：η
机械效率是表征机械性能的重要指标
机械效率的公式：
机械效率越高代表什么？
有用功在总功中所占的比例越大
2、机械效率低，则说明这机械做功少，对吗？
答：机械效率是一个比值，没有单位
答：不对 。说明有用功在总功中所占的比例小
1、机械效率的单位是什么？
机械效率能不能等于1？
任何机械的机械效率永远小于１
W有用机械效率永远小于１！！
1804年特雷维辛克发明的蒸汽机车．
蒸汽机的效率通常只有6%－15%．
知道一些机器的机械效率
汽油机 22%－27%
柴油机28%－37%
起重机40%－50%
有用功在总功中所占的比例为40%
起重机的机械效率是40%，它表示什么意思？
离心式水泵60%－80%
电动机 80%－90%
功率越大，机械效率越大
判断题
×
功率：表示做功的快慢
机械效率：
有用功在总功中所占的比例
机械效率与功率无关！！
功率和机械效率是描述机械的两种不同性能，两者间没有必然联系。
η = —————×100％
W有用
W有用+W额外
机械效率的两个公式
用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两滑轮组，把相同物体匀速提升相同的高度(不计绳重与摩擦)。
则η甲 η乙，
拉力所做的功：
W甲 W乙
=
=
判断题
×
1．有用功越多，机械效率越高
η = —————×100％
W有用
W有用+W额外
判断题
×
×
2．额外功越少，机械效率越高
3．物体做功越慢，机械效率越低
η = —————×100％
W有用
W有用+W额外
判断题
×
4．做总功越多，机械效率越低
判断题
√
5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高
η = —————×100％
W有用
W有用+W额外
√
×
6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高
7．机械效率越高，越省力
判断题
8 . 总功一定时，额外功小的机械效率高
√
判断题
9、有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高
√
判断题
甲、乙两个机械，甲机械的效率是70%，乙机械的效率是50%，则(　　）
A．使用甲机械做功省力
B．使用乙机械做功多
C．使用甲机械做的有用功占总功的比例大
D．以上说法都不对
C
η = ————×100％
W有用
= ————×100％
Gh
Fs
W总
= ————×100％
Gh
Fnh
= ———×100％
G
nF
只适用于吊着的滑轮组
机械效率的第三个公式
η = ——×100％
G
nF
注意：
机械效率与高度无关！！！
怎么提高机械效率？
增大物重
减小机械自重
1、如果此时需要提来大量的水,为了效率高,你会选择一次提一桶水还是半桶水
2、当你在提水时，会选择轻的桶还是重的桶
（减小额外功）
提高机械效率的方法
①增大物重
②减小动滑轮重、绳重、摩擦
③机械效率与高度无关！！！
W额外
1、动滑轮重
3、摩擦
2、绳重
F =
1
n
(G物＋G动)
题目说“不计绳重与摩擦”才能用：
利用如图所示的滑轮组，在F=80N的拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m，绳重、摩擦不计。
求:1、机械效率
G
F
.
3、动滑轮重力
2、额外功
斜面
斜面
W总=
W有用=
G物h
F推s
W额外=
fs
如图，斜面高为0.5 m，长为1 m。把重为100 N的物体由斜面底部匀速推到顶部，所用的推力F为80 N。求：
(1)推力所做的功；
(2)克服重力做的功；
(3)物体受到的摩擦力；
如图，斜面高为0.5 m，长为1 m。把重为100 N的物体由斜面底部匀速推到顶部，所用的推力F为80 N。求：
(1)推力所做的功；
(2)克服重力做的功；
(3)物体受到的摩擦力；
2、如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上,求：
（1）在这过程中推力做的有用功；
（2）在这过程中推力做的总功；
（3）斜面的机械效率。
G物
F拉
h
S
W总=
W有用=
滑轮组的：
G物h
F拉s
对物体做的功，是有用功
F绳
.
S绳
f
F物
S物
W有用=G物h
提升重物：
拖拉物体：
F绳
.
S绳
f
F物
S物
W有用=F物s物
=f物s物
人的动力 做的功，是总功
W总=Fs
躺着的滑轮组
F绳
S绳
人的动力 做的功，是总功
W总=F绳s绳
f
F物
S物
.
躺着的滑轮组
W总=F绳s绳
W有用
=f物s物
F绳
S绳
f
F物
S物
.
用如图的滑轮组水平匀速拉动物体．已知物重为1000N，物体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N物体移动了4m时。求：
1、有用功
2、总功
3、机械效率
F绳
.
S绳
f
F物
S物
2.工人用如图装置搬运石块A。已知
A重1 000 N，在10 s内沿水平方向匀速移动1 m，工人所用拉力F为100 N，此装置机械效率为75%，那么
（1）A移动速度为多少
（2）此过程拉力F做功为多少
（3）石块A受到的摩擦力为多少
物体重150N，物体与水平地面的滑动摩擦力为30N，滑轮组的机械效率为80%，求物体向 左匀速运动时绳的自由端的拉力是多大？
3、用如图的滑轮组水平匀速地拉动物体．已知物重为1000N，物体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N物体移动了4m时。
求：有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是多少？
解：
F物
f=100N
F物=f
W有用=F物S物=fS物=240N×4m=960J
W总=FS绳=F nS物=100N×3×4m=1200J
W有用
960J
η=
W总
%=
1200J
%=80%
S绳
S物
×
100
100
×
4、如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上,求：
（1）在这过程中推力做的有用功；
（2）在这过程中推力做的总功；
（3）斜面的机械效率。
解：
G物
F物
工人匀速提升重物所用的力F物等于物体所受的重力G物
W有用=F物S物=G物h=840N×1m=840J
W总=FS=FL=400N×3m=1200J
F拉
W有用
840J
η=
W总
%=
1200J
%=70%
h
L
×
100
×
100
动滑轮重的两种求法：
物重G/N 400 900
高度h/m 1 2
有用功W有/J
拉力F/N 250
距离S/m
总功W总/J
机械效率
11. 用一个动滑轮提升重物时，做的额外功为240 J，若滑轮的机械效率是60%，则做的有用功为(　　）
A. 600 J
B. 400 J
C. 360 J
D. 160 J
C

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