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第十一章 简单机械
第三节 机械效率
　 直接提升物体做的功，与使用机械提升物体做的功相同吗？使用机械能省功吗？
讨论：下列工具工作时有什么共同特征？
第三节 机械效率
情境导入
我国许多地方原来都没有
自来水,人们为了食用水,要从
井中打水。如图所示,在这个从
井中提水上来的过程中,人对哪
些物体做了功 这些功都是人们
希望做的吗 对谁做的功才是有用的呢
情境导入
新课探究
课堂小结
对沙子做功
对空桶做功
克服自身重力做功
并不需要做但又不得不做的功
对人们有用必须做的功
3m
3m
他的目的是：
把沙子运上三楼
用水桶提沙子上楼
有用功
额外功
一、有用功、额外功、总功
第三节 机械效率
新课探究
1. 有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功。
2. 额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们所需要但又不得不做的功。
3. 总功（W总）：动力所做的所有功。
即有用功与额外功的总和。
W总 = W有 + W额
新课探究
情境导入
课堂小结
用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功
提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是额外功。
如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功
提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是额外功。
想一想
新课探究
情境导入
课堂小结
机械效率
公 式
η表示机械效率，机械效率常用百分数表示。
有用功与总功的比值。
人们总是希望在保证有用功一定的情况下，额外功越小越好，也就是机械的机械效率越高越好。
二、机械效率
新课探究
情境导入
课堂小结
有没有机械效率为100%的机械？为什么？
师生互动
1.机械效率高低只表示有用功占总功的比值大小，不能说明做有用功多少；
2.机械效率是有用功跟总功的比值，只有大小，没有单位；
3.由于额外功总是存在，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1；
4.机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机械性能越好；
5.机械效率高低与做功多少，功率大小，是否省力，提升高度无关。
新课探究
情境导入
课堂小结
分为竖直方向提升物体和水平方向拉动物体两种类型
如图，G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，s为绳子自由端走的距离
W有=Gh，W总=WF=Fs,
1.竖直提升物体
三、滑轮组机械效率
新课探究
情境导入
课堂小结
★课堂活动
如图，f为摩擦力，L为物体移动距离，F为拉力，s为绳子自由端走的距离
W有=fL，W总=WF=FS,
2.水平拉动物体
新课探究
情境导入
课堂小结
★课堂活动
如图，h为斜面高，s为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力
3.斜面机械效率
W有=Gh，W总=WF=Fs,
新课探究
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课堂小结
实验探究
测量滑轮组机械效率
【实验目的】1．学习安装滑轮组；2．学习测滑轮组的机械效率；3．分析得出影响滑轮组机械效率的因素；4．分析得出提高滑轮组机械效率的方法。
【实验器材】刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组、两个定滑轮与两个动滑轮组成的滑轮组、长2m的细绳。
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课堂小结
四、测量滑轮组机械效率
【实验方法】先后按（a）、（b）、（c）三种情况安装好滑轮组。并按表格进行测量；数据记入表格。
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★课堂活动
【实验表格】
滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功/J 机械效率
（a）
（b）
（c）
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课堂小结
★课堂活动
【分析讨论】
1.（a）、（b）两个装置，钩码数量相同时，机械效率有什么不同？
2.（b）、（c）为同一装置，钩码数量不同时，机械效率有什么不同？
3.分析机械效率不同的原因。
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课堂小结
讨论η：
a 、装置不变，若物重增加，则η_______；
b 、物重不变，若动滑轮个数增加，则η_____；
c 、其他不变，若绕绳方向变化， 则η_____。
d 、其他不变，若提升高度变高， 则η_____
e 、其他不变，若提升速度增大， 则η_____
增加
减小
不变
不变
不变
结论：滑轮组的机械效率与物重、动滑轮重、绳重、摩擦有关，与绕绳方法，提升高度，提升速度均无关
新课探究
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课堂小结
影响机械效率的因素和提高机械效率的方法
（1）影响机械效率的因素
A、减轻机械自重
B、减小摩擦力
D、增加提升的物重。
C、减轻绳重
（2）提高机械效率的方法
A、机械的自重、摩擦、绳重
B、提升的物体重力
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课堂小结
探究：影响斜面机械效率的因素
实验时沿斜面匀速拉动木块，并在拉动中读出拉力的大小。
五、测量斜面机械效率
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实验次数 斜面倾斜程度 斜面材料 木块重力G/N 斜面高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 斜面长度s/m 总功W总/J 机械效率
1 较缓 木板 1 0.1 0.1 0.2 0.7 0.14 71.4%
2 较陡 木板 1 0.17 0.17 0.3 0.7 0.21 81%
3 陡 木板 1 0.24 0.24 0.4 0.7 0.24 85.7%
4 棉布 1 0.24 0.24 0.5 0.7 0.35 68.6%
5 毛巾 1 0.24 0.24 0.6 0.7 0.42 57.1%
实验数据
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斜面的机械效率与
1. 斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低。
2. 斜面的倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），拉力越大，效率越高。
结 论
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课堂小结
例（2019 福建）工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G滑轮=9∶1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为 （　　）
A．10% B．45%
C．80% D．90%
D
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课堂小结
A
1. 关于机械效率，以下说法正确的是（ ）
D. 省力越多的机械，机械效率越高
C. 做功越多的机械，机械效率越高
B. 单位时间里做功越多的机械，机械效率越高
A. 机械效率总小于1
课堂练习
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课堂小结
2.某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功 ( )
D. 额外功占总功的3/4
C. 总功是有用功的3倍
B. 有用功是额外功的3倍
A. 总功是额外功的3倍
B
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课堂小结
3. 如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度，与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过
程 (　　)
A. 额外功较小 B. 额外功较大
C. 总功较小 D. 总功较大
D
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课堂小结
4. 如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300 N的物体，拉力F的大小为30 N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45 N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为 (　　)
A. 45 N、50%　
B. 45 N、75%
C. 60 N、50%　
D. 60 N、75%
B
f=45N
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课堂小结
第三节 机械效率
课 堂 小 结
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