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第3节 机械效率
第十二章 简单机械
1、知道什么是有用功、额外功和总功，能区别有用功和额外功　
2、理解机械效率的定义及计算公式，并会进行简单的计算
3、知道提高机械效率的意义和主要方法
4、通过实验探究过程，培养实事求是、尊重自然规律的科学态度
教学目标
有用功、额外功和总功
实验：使用动滑轮是否省功
（1）如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。
（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。
这两次拉力所做的功一样吗？为什么？
G/N h/m W直/J F/N s/m W机/J
2 0.1
　结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。
实验结果表明：虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但第二次拉力做的功反而要多一些。
这说明：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。
功的原理
1.内容：
（1）使用任何机械都不省功。
（2）使用机械做功时，动力对机械所做的功等于不用机械而直接用手所做的功。
2.表达式：
3.适用范围：
所有的机械。
W动＝W阻1+W阻2+……
拓展
2.有用功、额外功、总功的定义
3.有用功、额外功、总功的关系

有用功：对我们有用的，是我们需要做的功。（有利用价值）
额外功：克服动滑轮本身重力以及摩擦力等所做的功。
（没有利用价值但不得不做）
总功：利用机械所做的功（有用功和总功的总和）
利用杠杆和斜面做功
机械效率
日常生活中中，我们总是希望额外功越少越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。
机械效率＝。
计算公式：η＝
W有用
W有用+W额外
注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，一定有η＜1。
＝
物理意义：机械效率是标志机械做功性能好坏的重要指标，机械效率越高，机械的性能越好。
一些机械的机械效率
抽水机 60%～80%
起重机 40%～50%
喷气发动机
50～60%
柴油机:
28%～40%
起重机把质量为的重物匀速提升了，而它的电动机所做的功是J，起重机的机械效率是多少？g取。
【解析】
起重机匀速提升重物所用的力的大小等于物体所受的重力的大小起重机提升重物所做的功是有用功；起重机的电动机所做的功是总功因此，起重机的机械效率这台起重机的机械效率为44。起重机的机械效率一般为40 ~50，抽水机的机械效率一般为60 ~80。
实验探究:测量滑轮组的机械效率
（1）如图所示，安装滑轮组，记下钩码所受的重力以及钩码和弹簧测力计的位置。
（2）缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力的值，用刻度尺测出钩码上升的高度和弹簧测力计移动的距离，记录下来。
（3）算出有用功、总功、机械效率，并记录下来。
（4）改变钩码的数量，再做两次上面的实验。
提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排，提高经济效益有重要的意义。提高机械效率的主要办法是改进结构，使它更合理、更轻巧。在使用中按照技术规程经常保养，使机械处于良好的状态，对于保持和提高机械效率也有重要作用。
如何提高机械的效率？
1、增加所挂物体的重
2、减小摩擦
3、减小机械的自重
一些机械的机械效率：
滑轮组：50%－70%
起重机：40%－50%
抽水机：60%－80%
柴油机： 28%－40%
例题 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4x104J，起重机的机械效率是多少？g取10N/kg。


(广州中考)用如图所示的剪刀剪纸，机械效率为80%，这表示(　　)
A.若作用在剪刀的动力是1 N，则阻力是0.8 N
B.若作用在剪刀的阻力是1 N，则动力是0.8 N
C.若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.2 J的功用于剪纸
D.若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.8 J 的功用于剪纸
D
图为测量滑轮组机械效率的实
验装置，钩码总重6 N。
（1）实验时要竖直向上________
拉动弹簧测力计，由图可知拉力
大小为_______N，若钩码上升的
高度为8cm,则弹簧测力计向上移动______cm,该滑轮组的机械效率为________。
（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将_______（选填：“增大”、“减小”或“不变”）
匀速
2.4
24
83.3%
增大
课堂总结
有用功：为达到目的必须要做的功
额外功：我们不需要但又不得不做的功
总功：有用功和额外功的总和
定义：有用功与总功的比值
机械效率
η<1
η＝
测量机械效率
测量滑轮组的机械效率
测量斜面的机械效率
功
机械
效率
本节内容结束

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