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11.5机械效率
学习目标 1、知道有用功、额外功、总功的概念；
2、掌握机械效率的概念以及计算公式；
3、理解增大机械效率的方法。
教学内容
一、知识梳理
1. 使用机械时，真正对完成工作任务有用的功叫做 ；除此之外，对完成工作任务无用而又不得不做的功叫做 ；二者之和叫做 。
2．机械效率的定义：_______________________________________；我们用 表示总功、 表示有用功、 表示额外功、 表示机械效率，则机械效率的表达式为：η=_____________。机械效率总小于1的原因：__________________________________。
3. 提高滑轮组的机械效率的方法： 、 、 ；

二、典型例题
类型一、概念：有用功、额外功、总功和机械效率
〖例1〗我们用桶从井中提水的时候，我们的任务是提水，那么对 做
的功是有用功，为了提水，我们用了桶这种机械，则对 做的功是额外
功；如果桶掉进井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时人对桶
做的功是 功，对水做的功是 功。
〖例2〗如图用一根杠杆将重为G的铁块提高h，所用的动力F向下移动的距
离为S，则有用功W有=_________；总功W总=_________；杠杆的机械效率η=
_____________。
类型二、探究影响滑轮组机械效率的因素
〖例3〗在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示
的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

(1)写出表中标有编号①、②和③的空格处的数据分别为________、_________、________．
(2)在实验操作中应该________、_________拉动弹簧测力计．
(3)分析实验数据，同一滑轮组的机械效率主要与 有关。
(4)不同滑轮组的机械效率又与其它哪些因素有关呢?(列举一例)____________________________________。
类型三、机械效率的计算
〖例4〗如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功．求：
(1)运动过程中克服物体的重力做的功；(2)斜面的机械效率；(3)推力F的大小．




三、效果反馈
1、已知甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械效率高，这表明（ ）
A．甲做功比乙做功快 B．甲做的有用功比乙做的有用功多
C．甲做的额外功比乙做的额外功少 D．甲做的有用功与总功的比值比乙大
2、如图所示，陈明同学用滑轮组提升摩托车过程中，所做的有用功是（ ）
A．克服绳与滑轮间的摩擦力做的功 B．克服摩托车重力所做的功
C．提升摩托车同时提升滑轮做的功 D．克服绳子的重力所做的功

3、以下哪种方法不能提高滑轮组的机械效率 ( )
A．在滑轮的转动轴中加润滑油，以减小摩擦力 B．减小滑轮的自重
C．尽量增大所提升物体的重力 D．尽量使物体移动的距离增大
4、将一个动滑轮改为定滑轮使用后，在相同时间内把同一物体提高相同高度，则改动后与改动前相比较（ ）
A．节省了力 B．提高了机械效率 C．降低了机械效率 D．提高了功率
5、如图所示的滑轮组中，在绳子末端用110 N 的拉力，5s 内把重为200 N 的物体匀速提高2m，则( )
A. 滑轮组的有用功为200 J B．滑轮组的有用功率是44 W
C．拉力做的总功为220 J D．滑轮组的机械效率约为91%
6、在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N的拉力使2N重的物体匀速上升，下面说法正确的是（ ）
A.滑轮组的机械效率是83.3％ B.滑轮组的机械效率是66.7％
C.绳端移动速度与物体上升速度相同 D.绳端移动速度是物体上升速度的两倍
7、某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：
实验
次数 动滑轮
重G动/N 钩码重
G物/N 钩码上升
高度h物/m 直接将钩码举高
做的功W有用/J 动力
F动/N 动力作用点移动
距离S动/m 使用滑轮组动力
做的功W总/J 滑轮组的机
械效率η
1 0.53 1 0.1 0.1 0.7 0.3 0.21 47.6%
2 2 0.1 0.2 1.1 0.3 0.33 60.6%
3 4 0.1 0.4 2 0.3 0.6 66.6%
(1)请你在右图中画出本实验的绕绳方法．
(2)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：克服动滑轮的重所做的额外功
（填“相同”或“不同”）；提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功变 ，
滑轮组的机械效率变 ．
(3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了 ．（填字母）
A.减小摩擦 B.多次测量取平均值减小误差 C.获得多组数据归纳出物理规律
(4)由本实验 （填“能”或“不能”）推断：任何机械的机械效率都小于1．
8、如图所示，在大小为100 N的拉力F作用下，通过动滑轮在10s内将180 N的重物匀速提升了6 m．不计绳重和摩擦，在此过程中
（1）动滑轮对物体做功为多少? （2）拉力做的功为多少？
（3）滑轮组的机械效率 ？ （4）拉力做功的功率 ？





四、拓展提高
1、关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．物体受力且运动时，力对物体就做了功 B．功率大的机器做功一定多
C．功率大的机器做功就快 D．做功快的机器其机械效率一定高
2、一动滑轮改为定滑轮使用，这样一定（ ）
A．不能改变机械效率　　　 B．提高了功率 C．改变了动力的方向　　　 D．节省了力
3、通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是（ ）
A．增加动滑轮，减小拉力 B．减少提升重物重力，减小拉力
C．减少提升高度，减少做功 D．增加提升重物重力，增大有用功
4、两台机械完成的有用功之比W1︰W2＝4︰7，它们的机械效率分别为η1＝60％，η2＝75％，则两台机械所做总功之比为（ ）
A．5︰7 B．7︰5 C．16︰35 D．35︰16
5、如图所示（不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于物重G），用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲 、F乙 ，机械效率分别为η甲、η乙.则下列关系正确的是（ ）
A．F甲＜F乙 B．F甲＞F乙 C．η甲＜η乙 D．η甲 =η乙

6、分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在100s内将重为400N的物体G匀速提升10m，每个滑轮的重均为20N．不计绳重及摩擦，此过程中（ ）
A．F甲做的功大于F乙做的功 B．F甲做的功小于F乙做的功
C．F甲做功的功率小于F乙做功的功率 D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率
7、斜面长5m，高1m，把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为_________N；如果斜面不光滑，所用推力为1250N，则斜面的机械效率为_________。
8、滑轮组将重500N的物体，举高80cm的过程中，机械效率为80％，则此过程中有用功为 J，额外功为 J。若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，则可知动滑轮重 N，当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为 _ __ 。
9、如图所示，重500Ｎ的物体与地面间的摩擦力是150Ｎ，为使物体匀速移动，
必须在绳端加60Ｎ的水平拉力，则滑轮组的机械效率约为_ ，若物体
移动速度为0.2ｍ/ｓ，则１min内拉力做的功是_____Ｊ．
10、一体重为400N 的小明由于找不到其它的机械，只好亲自动手将100N 重的
物体搬到3 m高的楼上.他对物体做的功是 J ，他的效率是 .
1、如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升．下表是提升物体时采集到的信息：
物重G/N OA/m OB/m A端上升的高度h/m B端下降的竖直距离s/m
40 0.8 0.4 0.2 0.1
（1）若不计杠杆自重和摩擦，求拉力F的大小；
（2）若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率．


12、用如图所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．
求：（1）求此时滑轮组的机械效率； （2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；
（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？
（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？

13、张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中每个滑轮等重，不计绳子重和摩擦。如果所送货物重G从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子，且提升同样的高度。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像。请根据有关信息完成以下问题：
（1）每个滑轮的重是多少？
（2）绳子能承受的最大拉力是多少？
（3）当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械效率是多少?

14、一保洁工人，要清洗一高楼的外墙，他使用了如图所示的装置进行升降，已知工人的质量为60kg，保洁器材的质量为20kg，人对绳的拉力为300N，吊篮在拉力的作用下1min匀速上升了10m，求：
（1）此过程中的有用功（2）拉力F做功的功率；（3）滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。

15、芳芳和兰兰运用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在全班交流实验结果时，
老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其它因素，是否会影响它的机械
效率呢？大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种：
猜想1 可能与匀速提升的速度大小有关；
猜想2 可能与被提升的钩码重有关；
猜想3 可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关；
猜想4 可能与钩码被提升的高度有关。
芳芳和兰兰分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表。
（1）请帮助兰兰完成表中的一项计算；
（2）请根据她俩的实验记录，分别在表中写出探究结果。

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