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第十一章 功与机械能
11.3 机械效率
学习和工作要讲究效率，使用机械也要讲效率。那么，什么是机械效率呢？
观察与思考
1.知道有用功、额外功、总功的概念，以及它们之间的关系 。
2.理解机械效率的定义，会用机械效率的公式进行简单计算。
3.会测算滑轮组的机械效率。知道提高机械效率的方法。
学习目标
日常生活中，人们搬移物体，不是将物体平移到另一个地方，就是将物体从低处搬到高处（或从高处搬到低处）。
一、有用功与额外功
实验1：用手将一重物直接从低处匀速搬到高处。
实验2：利用斜面将该重物从低处匀速搬到高处。
实验3：用动滑轮将该重物从低处匀速移到高处。
实验与探究
思考：利用机械时，所做的功为何多一些？
观察与思考
如图所示的两种机械做功的情况中，哪些功是我们需要的有用功？哪些功是不得不做的功？
(a)用滑轮组提起重物
(b)利用挖掘机挖掘、搬运泥土
归纳与小结
1．有用功（W有用）：是我们需要的、有价值的功
2．额外功（W额外）：无利用价值却不得不做的功
3．总功（W总）：动力对机械做的功
4．总功等于有用功与额外功之和，即W总=W有用+W额外
5. W总＞W有用
（1）当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供
选择，一只是轻质塑料桶，另一只是厚铁皮桶，
你选择哪一只水桶？为什么？
（2）当你用滑轮提升一个重物时，你选择哪一种滑轮？
二、机械效率
观察与思考
在物理学中，把有用功W有用与总功W总的比叫做机械效率。
用η 表示机械效率
机械效率是体现机械性能的重要指标。
思考：
（1）机械效率的单位是什么？
（2）为什么机械效率总小于1？能不能等于1？
机械效率是一个比值，没有单位
不能。因为使用机械总有额外功
功率与机械效率的区别
1.功率是指物体在单位时间内所做的功，即功率是表示做功快慢的物理量。
2.有用功与总功的比，叫做机械效率。
3.功率和机械效率是描述机械的两种不同性能，两者间没有必然联系。
选择器材，组装一个如图所示的滑轮组，并用它来提升重物G
实验目的：
测量滑轮组的机械效率
实验原理：
实验内容：
三、测量滑轮组的机械效率
思考：
（1）滑轮组工作时的有用功怎样计算？需要测量哪些物理量？
（2）滑轮组的额外功是怎样产生的，是否便于测量？
（3）有其他简便的方法测算总功吗？需要测量哪些物理量？
（4）为了求出滑轮组的有用功和总功，从而计算滑轮组工作时
的机械效率，除滑轮组外，实验中还需要哪些测量器材？
注意事项
（1）钩码上升的高度h，可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出，以钩码的下端为标准读数。
（2）拉力F 的大小由弹簧测力计的示数读出，要竖直向下匀速拉动弹簧测力计时读数，弹簧不要和外壳摩擦。
（3）测量细绳自由端通过的距离s 时，可事先在细绳自由端上作一标记，再拉弹簧测力计，用滑轮组提升钩码。用刻度尺量出钩码上升的高度后，再量出细绳标记移动的距离，就是细绳自由端通过的距离s。
实验 序号 钩码 所受 重力 G/N 弹簧测力计示数 F/N 钩码 上升的高度 h/m 绳子自由端移动的距离 s/m 动力对滑轮组 做的功 W总/J 滑轮对钩码做的有用功 W有用/J 机械效率η
1
2
3
4
记录数据表
同一个滑轮组，在提升不同的重物时，其机械效率是不同的。
实验结论
思考：还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？
起重机：40%~60%
滑轮组：50%~70%
一些机械的机械效率
水泵：60%~80%
思考:
如何提高机械效率？
（2）减少机械的摩擦等来减小额外功。
（1）减少机械自重。
（3）在额外功一定时，增大有用功。
（4）改进结构，使它更合理、更轻巧。
（5）在使用中按照技术规程经常保养，定时润滑，
使机械处于良好的运转态。
11.3 机械效率
一、有用功与额外功
1.有用功; 2.额外功;3.总功。
二、机械效率
1.概念：有用功与总功的比值。
2.公式：η＝（W有用/W总）×100﹪
三、测量滑轮组的机械效率
课堂小结
1.判断对错
（1）有用功越多，机械效率越高 （ ）
（2）额外功越少，机械效率越高 （ ）
（3）物体做功越慢，机械效率越低 （ ）
（4）做总功越多，机械效率越低 （ ）
（5）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高 （ ）
（6）做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高 （ ）
（7）利用现代科学技术，机械效率可以等于1 （ ）
（8）有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高 （ ）
×
×
×
×
√
√
×
√
课堂练习
2.利用如图所示的滑轮组，在F=80N的拉力作用下，将一个重为180N的物体匀速举高1m，绳重、摩擦不计。求：
（1）W总=？
（2）W有用=？
（3）W额外=
（4）η=
（5） G动=
G
F
.
（1） W总= 240J
（2） W有用= 180J
（3） W额外= 60J
（4） η = 75％
（5） G动=60N
3.一物体质量为18kg，其所受重力为 N。如图所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m，所用拉力为200N。此过程中，小明做的有用功是 J，定滑轮的机械效率是 。（取g＝10N/kg）
180
360
90％

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