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机械效率
4
第 11 章 机械与功
种子的发芽率
树的成活率
油烟净化率
工作效率
“率”=有用量/总量，表示事物某一方面的优劣。
你知道生活中的 一词吗？
“率”
观察与思考
学习目标
知道有用功、额外功、总功的含义；指出它们之间的关系；能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。（重点）
01
理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原因。（重点）
02
03
会利用公式 进行有关计算。（重点）

04
分析影响机械效率大小的因素，掌握提高机械效率的方法。（难点）
要把重100N的沙子运上三楼。下图画了三种办法。
哪种办法最好，哪种办法最不好？
有用功和额外功
②人做功
①人做功
1.对沙子做功
2.对桶做功
3.克服自重做功
③人做功
1.对沙子做功
2.对口袋做功
3.对动滑轮做功
1.对沙子做功
2.对桶做功
3.对动滑轮做功
有用功和额外功
额外功
在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫作额外功。
有用功
我们要做的，必须做的功，叫作有用功。
实现目的而做的功
克服机械自身（如动滑轮、绳子）的重力和摩擦等而做的功
有用功和额外功
有用功加额外功是总共做的功，叫总功。
即：W总=W有用+W额外
总 功
动力对机械所做的功
有用功和额外功
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？
有用功和额外功
人提沙子做功
对沙子做功
对桶做功
W1 = 600 J
克服自重做功
总功 3120J
额外功2520 J
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三楼高 6 m
W2 = 120 J
W3 = 2400 J
有用功600 J
有用功和额外功
对沙子做功
W1 = 600 J
对桶做功
对动滑轮做功
有用功600J
额外功180J
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重20 N 口袋重5 N 地面到三楼高6 m
人拉滑轮利用桶做功
W2 = 120 J
W3 = 60 J
总功 780 J
有用功和额外功
对沙子做功
对口袋做功
对动滑轮做功
人拉滑轮利用口袋做功
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重20 N 口袋重5 N 地面到三楼高 6 m
W1 = 600 J
W2 = 30 J
W3 = 60 J
有用功600J
额外功90J
总功 690 J
你能算出刚才三种办法中有用功在总功中占的百分比吗？
有用功和额外功
机械效率——有用功跟总功的比值
注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。
我们总希望，有用功占总功的份额越大越好。
η＝ ×100%　　　　　　　　　　
W有用
W总
机械效率
η1=
600J
W总1
×100%
≈
η2=
600J
W总2
×100%
≈
η3=
600J
W总3
×100%
≈
在图中三种不同做功方式中，我们已经计算出了有用功、额外功和总功。求三种不同方式的机械效率。（W总1=3120J、W总2=780J、W总3=690J）
19%
77%
87%
机械效率
没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
2.怎样才能提高机械的效率？
减少额外功
改进结构，使其合理、轻巧
经常保养、定时润滑
1.有没有机械效率为100%的机械？为什么？
机械效率
常见机械的效率
滑轮组 50%~70%
起重机 40%~50%
抽水机 60%~80%
离心式水泵 60%~80%
因此，使用机械时，要充分发挥机械设备的作用，减小额外功以提高机械效率。
机械效率
F
实验原理
实验器材
注意事项
弹簧测力计、刻度尺、
铁架台、滑轮、细线、钩码。
竖直向上，缓慢拉动测力计。
实验探究：测量滑轮组的机械效率
机械效率
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J
1
2
3
F
实验1：保持动滑轮重一定，改变钩码重力。
结论：动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。
机械效率
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J
1
2
实验2:保持钩码重力一定，改变动滑轮重。
结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率低。
F
F
机械效率
影响滑轮组机械效率的因素
摩擦、绳重（轮与轴及轮与绳之间）
（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）
如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳
物重
（物重增加，机械效率也提高）
动滑轮重
（动滑轮重减小，机械效率也提高）
实验小结
机械效率
2.若不考虑绳重和摩擦，只计动滑轮重量时：
η =
关于测量滑轮组机械效率的几点说明：
=
=
=
1.在测滑轮组的机械效率时，可以不测量S和h；
F=(G+G动)/n
η =
G+G动
G
η=
即：
即：
η=
G+G动
G
机械效率
机械效率
有用功
对人们有用的必须要做的功
并非我们需要但又不得不做的功
有用功与额外功的总和
有用功跟总功的比值叫作机械效率
机械效率总小于1
机械效率
额外功
总功
W有用
W总
η＝
×100%
提高方法
尽可能减小额外功
在机械能承受的范围内，尽可能增加有用功
课堂小结
1.某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功（ ）
A.总功是额外功的3倍
B.有用功是额外功的3倍
C.总功是有用功的3倍
D.额外功占总功的3/4倍
B
随堂训练
2.为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是（ ）
A.以较快的速度匀速提升重物
B.以较慢的速度匀速提升重物
C.增加承担物重的绳子股数
D.把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦
D
随堂训练
解：
3.用一动滑轮将重200N的重物提到9m高，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？
随堂训练
W有=G·h=200N×9m=1800J
W总=F·s=120N×18m=2160J
4.在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
⑴此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。
次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
3
2
随堂训练
4.在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为_______，第二次实验时滑轮组的机械效率______（选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次的机械效率。
次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
62.5%
大于
随堂训练

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