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初中物理沪粤版（2024）九年级上册
第十一章 功与机械能
第3节 机械效率
1.知道什么是有用功、额外功和总功。
2.能说出机械效率的含义，并能利用机械效率的公式进行简单的计算。
3.会测算滑轮组的机械效率。知道提高机械效率的方法。
想一想：有哪些办法可以将沙子运上三楼？
思考1：提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？
①
3.克服自重做功
1.对砂子做功
2.对桶做功
②
1.对砂子做功
2.对桶做功
③
1.对砂子做功
2.对桶做功
3.对动滑轮做功
④
1.对砂子做功
2.对口袋做功
3.对动滑轮做功
问题1：哪些功起到了积极作用，即达到了我们做功的目的？
对重物（沙子）做的功。
思考2： 提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？
①
3.克服自重做功
1.对砂子做功
2.对桶做功
②
1.对砂子做功
2.对桶做功
③
1.对砂子做功
2.对桶做功
3.对动滑轮做功
④
1.对砂子做功
2.对口袋做功
3.对动滑轮做功
对人的自重、桶、动滑轮、布袋做的功；克服摩擦力做的功。
问题2：哪些功对我们没有价值，但又不得不做的功？
有用功：满足我们需要的、有价值的功，叫做有用功
记作：W有用
总 功：动力对机械做的功叫做总功
记作：W总
额外功：对我们既无利用价值却不得不做的功，叫做额外功
记作：W额外
W总=W有用+W额外
知识点一：有用功与额外功
拉力
抓斗
泥土
机械臂
滑轮组与挖掘机做功
在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额外功 请与同学们交流讨论。
活动1：分析有用功与额外功
拉力
抓斗
泥土
机械臂
克服物体重力所做的功为有用功。
克服动滑轮和绳子重力所做的功，还有克服摩擦力所做 的功为额外功。
克服抓斗和机械臂重力所做的功，还有克服摩擦力所做的功为额外功。
克服泥土重力所做的功为有用功。
分析有用功与额外功
事例 目的 有用功 额外功 总功
用桶从井中提水
水桶掉进井里 要把桶捞起来
用书包把书背上楼
提水
捞桶
背书
G水h
G桶h
G书h
G桶h
G水h
(G包+G人)h
=W总
=W总
=W总
分析下列事例中的有用功、额外功、总功。不考虑绳重和摩擦。
4．机械效率是体现机械性能的重要指标。
1．定义：有用功跟总功之比，叫做机械效率
2．公式：
=
W总
W有用
3．机械效率用百分数表示。总小于1。
知识点二：机械效率
×100%
滑轮组：50%～70%
抽水机：60%～80%
柴油机：28%～40%
一些机械的机械效率
起重机：40%～50%
活动2：测量滑轮组的机械效率
实验原理
实验器材
弹簧测力计、刻度尺、
铁架台、滑轮、细线、钩码。
实验步骤
(1)选择实验器材，组装如图所示的滑轮组，并用它来提升钩码。
(2)为了测算滑轮组工作时的机械效率，需要测量哪些物理量 怎样测量
(3)进行实验，记录测量的数据，并计算出滑轮组工作时的机械效率，填入表中。
(4)改变钩码的数量，再做几次实验。
(5)记录相应数据，并计算出滑轮组提升不同数量的钩码时的机械效率填入表中。(g取10 N/kg)
视频演示
序号 钩码所受重力G/N 匀速拉动弹簧测力计时的示数F/m 钩码上升的高度h/m 绳子自由端移动距离S/m 动力对滑轮组做的功 W总/J 滑轮组对钩码做的功 机械
效率η
1 3 1.5 0.1 0.3 0.45 0.3 66.7%
2 3 1.5 0.2 0.6 0.9 0.6 66.7%
3 4.5 2 0.1 0.3 0.6 0.45 75%
4 6 2.5 0.1 0.3 0.75 0.6 80%
5 6 4 0.1 0.3 1.2 0.6 50%
仔细观察数据，我们能得到什么结论？
实验数据
1.使用同一滑轮组提升不同重物，机械效率不同，
物重越大，机械效率越大；物重越小，机械效率越小。
2.使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，额外功
越多，机械效率越小。
实验结论
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。
机械 功
目的
W有用
W总
W额的原因
提钩码
G码h
FS
克服杠杆重
和摩擦
提沙
G沙h
FS
克服动滑轮重、
桶重和摩擦
提木箱
G箱h
FS
克服摩擦
拉木块
fs木
Fs
克服绳子
和轴间摩擦
常见简单机械做功的比较
机械效率
有用功和额外功
机械效率
测定机械效率：使用同一滑轮组提升不同重物，机械效率不同。物重越大，机械效率越高
有用功：满足我们需要的、有价值的功
总功：动力对机械做的功
额外功：对我们既无利用价值却不得不做的功
定义：有用功跟总功的比值
公式：
=
W总
W有
1.一个水桶掉到了井里，在打捞水桶的过程中，则对水桶做的功叫做__________功，对水做的功叫________功，对水桶和水一共做的功叫_________功。
有用
额外
总
2.关于机械效率的说法中正确的是（ ）
A．越省力的机械，效率越高
B．做有用功越多的机械，效率越高
C．做相同的功，额外功的值越小，则机械效率一定越高
D．做功越快的机械，机械效率越高
C
3．如图所示，用滑轮组拉动重70N的物体A，在10s内使A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地面对A的摩擦力为30N，则A运动速度是　 　m/s，滑轮组所做的有用功是　 　J，滑轮组的机械效率是　 　。
0.5
150
75%
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。
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______第一次的机械效率（填“大于”“小于”或“等于”）
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
62.5%
大于
F=
s=1m
G物=10 N
h=？
5.如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移动1 m，动滑轮重力2 N，
求：（1）拉力F；（2）物体上升的距离；（3）有用功，总功，机械效率。
动滑轮+物体
G总
2F
因为重物匀速上升，
所以，2F=G总=G 物+ G动
G物+G动
F =
2
=
10N+2N
2
=6N
G动=2 N
h=
2
s
=
2
1m
=0.5m
W有 = G物 h=10N×0.5m=5J
W总 = F s=6N×1m=6J
=
W总
W有
=
6J
5J
=83.3%
分析：
解：
(2)
(3)
(1)

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