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第五节 机械效率
第1课时 机械效率
新课导入
小明需要从水井中往上提水，有两种水桶，一种是很重的铁皮水桶，另一种是很轻的铝合金水桶，他该选择哪种水桶提水更轻松呢？
铁皮水桶
铝合金水桶
学习目标
1.了解什么是有用功、额外功和总功。
2.理解机械效率，掌握计算机械效率的一般方法。
3.了解“效率”的意义，能用“效率”解释一些简单的生活现象。
一、有用功、额外功和总功
课堂探究
实验
（1）如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定高度，计算拉力所做的功。
使用动滑轮是否省功
（2）如图乙，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，再次计算拉力所做的功。
G/N h/m W直/J F/N s/m W机/J
0.49 0.1 0.049 0.37 0.2 0.074
实验结果
有用功
总功
实验结果表明，尽管使用动滑轮会省力，但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响，我们要多做功。
即使用任何机械都不省功。
使用机械时，对物体所做的有用的功。
有用功
使用机械时，人们额外需要做的功。
额外功
有用功与额外功的总和。
总 功
三种功
W总=W有用+W额外
视频：《有用功和额外功》
例 题
1.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，则机械效率一定越高
D．做功越快的机械，机械效率越高
C
2.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（　 ）
A.甲图省力，机械效率甲图大
B.甲图省力，机械效率一样大
C.乙图省力，机械效率乙图大
D.乙图省力，机械效率一样大
B
二、机械效率
做功形式
600J
600J
600J
2520J
180J
90J
总功W总
3120J
780J
690J
有用功W有
额外功W额
这三种情况下，哪些是有用功？哪些是额外功？
请分别计算出三种情况下有用功、额外功和总功分别是多少？
对大米做的功
做的其他功
W人与桶=G总h
=420N×6m
=2520J
W滑轮与桶=G总h
=30N×6m
=180J
W滑轮与口袋=G总h
=15N×6m
=90J
W大米=Gh
=100N×6m
=600J
W大米=Gh
=100N×6m
=600J
W大米=Gh
=100N×6m
=600J
做功形式
600 J
600 J
600 J
2 430 J
180 J
90 J
总功W总
3 120 J
780 J
690 J
有用功W有
额外功W额
请算出三种情况下有用功在总功中占的百分比。
19.5%
77%
87%
现在你会判断哪种方法比较好吗？为什么？
W有用
W总
机械效率
1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。
2.公式：
3.意义：
表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例，是机械性能的重要指标。
4.因为 W有用 < W总，所以，η < 1。
1.用百分数表示。总小于1，无单位。
注 意
2.物理意义：机械效率表示机械性能高低的物理量，机械效率越高，机械性能越好。
3.机械效率和功率的区别:
机械效率指有用功占总功的比值；功率表示做功的快慢。二者没有任何内在联系性。
一些机械的机械效率
汽油机机械效率22%~27%
喷气发动机50%～60%
起重机机械效40%~50%
例 题
3.用 500 N 的力拉着滑轮组绳子的自由端移动 8 m，可将滑轮组悬挂的重为
1 500 N 的物体匀速提高 2 m，则机械效率是（ ）
A.25% B.75% C.15% D.85%
A
4.起重机把质量为 0.5 t 的重物匀速提升3 m，而它的电动机所做的功是3.4×104 J，起重机的效率是多少？g 取 10N/kg。
已知：m=0.5 t=500 kg h=3 m W总=3.4×104 J
求：η=？
解：
G=mg=500 kg×10 N/kg=5×103 N
∵匀速提升重物 ∴F=G=5×103 N
W有用=Fh=5×103 N×3 m=1.5×104 J
η＝ ＝ ≈ 44.1%　　　　　　　　　　
W有用
W总
1.5×104 J
3.4×104 J
答：起重机的效率为44.1%。
课堂小结
机械效率
机械效率
有用功和额外功
额外功：为了达到工作目的，不得不做的功
定义：有用功跟总功的比值
有用功：为了达到工作目的，必须做的功
总功：动力所做的所有功
W总 = W有 + W额
公式： 总小于 1

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