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第3节 机械效率
第十二章
复习提问：
1、功的两个必要因素：
一是作用在物体上的力。
二是物体在力的方向上通过的距离。
2、功的计算公式：
W=F·S
通过一动滑轮用60 牛的拉力提起重为100牛的重物，使重物提高2米。
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起重物做功多少？
W直接=Gh=100N×2m=200J
W用机械=FS=60N×4m=240J
为什么利用机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ？
F
使用机械不但不能省功，反而要做更多的功。
1.对砂子做功
2.对桶做功
3.克服自重做功
1.对砂子做功
2.对桶做功
3.对动滑轮做功
1.对砂子做功
2.对口袋做功
3.对动滑轮做功
1
2
3
1
2
3
对沙子做功
对桶做功
对自己做功
对滑轮做功
对口袋做功
600J
3120J
780J
690J
1
3
2
2400J
120J
60J
对沙子做功
600J
对桶做功
120J
对沙子做功
600J
对滑轮做功
60J
30J
1
2
3
有用功
额外功
总功
有用功
W总=W有+W额
对达到目的有用的，无论是否用机械、用哪种机械都必须做的功。
额外功
总 功
对达到目的没有用的，但又不能省的功。
达到目的，外界对机械所做的功。
（ ）
（ ）
（ ）
使用机械不但不能省功，反而要做更多的功。
有用功
额外功
机械效率
定义：有用功跟总功的比值叫机械效率
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
机械效率会大于１吗？为什么？
公式：
机械效率一般用百分数表示，没有单位
意义：反映机械做功时合理性程度
升学率
起重机的机械效率是60%，表示什么意思？
使用该起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功。
电动机 80%－90%．
蒸汽机6%－15%．
喷气发动机 50%－60%
汽油机 22%－27%
柴油机28%－37%
例 用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功、机械效率各是多少？
解：
F
F
F
G物=100N，G动=20N,不计摩擦。
G物=3000N，滑轮重不计，车与地面摩擦力为车重0.1倍，拉力F=120N。
滑轮重不计，G物=100N，V物=1.6×10-3m3,拉力F=32N。
求：η
测滑轮组的机械效率
实验原理：
钩码、滑轮组、铁架台、细绳、
弹簧测力计、刻度尺。
实验器材：
2、拉力F
1、钩码重G
3、钩码上升的高度h
4、绳子自由端移动的距离s
刻度尺
弹簧测力计
需要测量的物理量：
设计实验：
1、用相同的滑轮组提升不同重物。
2、用不同的滑轮组提升相同重物。
用控制变量法做两组对比实验，找出影响滑轮组机械效率大小的因素。
进行实验：
次数 钩码重G/N 提升高度h/m 有用功W有/J
拉力F/N
绳端移动距离S/m
总功W总/J 机械效率
η
1 2 0.1 0.2
0.8 0.3
0.24 83.3%
2 2 0.1 0.2 0.6 0.5 0.3 66.7%
1、用相同的滑轮组提升不同重物。
2、用不同的滑轮组提升相同重物。
相同的滑轮组提升重物，重物越重，滑轮组的机械效率越高。
不同的滑轮组提升相同重物，滑轮组的动滑轮越重，其机械效率越低。
本实验中能不能省去刻度尺？
除了重物重量和动滑轮自重外，还有哪些因素影响滑轮组机械效率？
滑轮与绳之间的摩擦力等。
影响滑轮组机械效率的因素有哪些？
1、所提升的物重
2、动滑轮的自重
3、滑轮与绳之间的摩擦
机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重物被提升的高度无关。
提高机械效率 的方法：
2、改进机械的结构，减小机械自重。
1、减小机械间的摩擦力。
例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。
例如：加强机械运动部位的润滑。
3、 增加物重。
测斜面的机械效率
1、提出猜想：
斜面的机械效率可能和 有关。
2、参考器材：
长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺
3、探究过程：
⑴组装器材
⑵进行实验
斜面的坡度和粗糙程度
⑶分析数据，得到结论
⑴实验装置：
F
S
h
⑵实验过程：
①测量小木块的重量，记录数据；
③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②。
②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。
⑶注意事项：
①要匀速拉动物体。
②拉力要与斜面平行。
③及时记录数据。
测滑轮组机械效率实验时，也要匀速缓慢、竖直向上拉弹簧测力计。
斜面倾斜程度 小车重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功
W有/J 总功
W总/J 机械效率
较缓 10 0.1 3 1 1 3 33%
较陡 1010 0.2 4 1 2 4 50%
最陡 10 0.3 5 1 3 5 60%
斜面的机械效率与斜面的坡度（倾斜程度）有关。粗糙程度相同时，斜面越陡（倾斜程度越大），效率越高。
如图所示，斜面长10m，高2m，工人要沿斜面把重1500N的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：（1）工人做的有用功、总功、和额外功；（2）工人所用的拉力和物体与斜面的摩擦力。
F
2m
一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？
机械效率公式：

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