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第十一章：机械功和机械能
11.3如何提高机械效率
沪粤版
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有机械的加持，人们的工作效率提高，我们又将如何
提高机械的效率？
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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？
一、什么是有用功与额外功
（1）有用功（W有）
：为达到工作目的，必须要做的，有价值的功。
通常情况下，克服物体重力所做的功就是有用功。
W有=Gh
G：物体的重力
h：物体提升的高度
一、什么是有用功与额外功
（2）额外功（W额）
：对人们既无价值又不得不做的功。
通常情况下，克服机械自重及摩擦力等做的功。
W额=G’h
G’：机械的自重（动滑轮和绳的重力）
h：提升的高度
一、什么是有用功与额外功
（3）总功（W总）
：整个过程中，动力对机械做的功。
W总
=
FS
F：人施加在机械上力
S：绳子自由端移动的距离
一、什么是有用功与额外功
W额
W总
W有
=
+
总功、有用功、额外功的单位都是焦（J）
W总＞W有用
一、什么是有用功与额外功
知识拓展：
一、什么是有用功与额外功
1．分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体提升到相同的高度，做的有用功(
)
A．杠杆最多
B．动滑轮最多
C．滑轮组最多
D．一样多
D
课堂练习：
二、什么是机械效率
1、在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功在总功中所占的比例越少越好。在物理学中，把有用功W有用与总功W总的比值叫做机械效率。
用η表示机械效率
机械效率是表征机械性能的重要指标。
2、
二、什么是机械效率
W有
h
=
W总
W有
h
=
W有+W额
W总
=
W额
1－
3、机械效率只有大小，没有单位。由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
。机械效率通常用百分数表示。
4、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。
2.甲、乙两机器，甲的机械效率是75%，乙的机械效率是60%，则下列说法中正确的是(
)
A．甲机器的功率大
B．使用甲机器较省力
C．甲机器的额外功占总功的百分比较小
D．在相同时间内，甲机器做功较多
C
课堂练习：
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.有用功在总功中所占的比例叫机械效率。
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。
功率和机械效率的区别：
课堂练习
3．工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重600N的货物，绳子自由端竖直向上移动6m，额外功为300J．求滑轮组的机械效率．
三、测算滑轮组的机械效率
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、测算滑轮组的机械效率
实验步骤：
1、用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
2、如图所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。
3、算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。改变钩码的数量，重复上面的实验。
记录数据
实验结论：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同，被提升的物体越重，机械效率越高。
实验结论：
三、测算滑轮组的机械效率
思考讨论：如果保持钩码重力一定，且钩码升高相同高度，改变动滑轮重量，动滑轮越重，机械效率怎样变化？
F
F
物重一定，升高相同高度，则有用功不变，动滑轮越重时，额外功越多，根据
W有
h
=
W有+W额
可知，机械效率越小。
起重机的机械效率是40%~60%
滑轮组：50%~70%
水泵：60%~80%
三、测算滑轮组的机械效率
四、如何提高机械效率
四、如何提高机械效率
如何提高机械效率？
（1）减少机械自重。
（2）减少机械的摩擦等来减小额外功。
（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。
课堂训练
下列关于机械效率的说法正确的是(
)
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越少的机械，机械效率越低
C．做功越慢的机械，机械效率越低
D．总功相同，做有用功越多的机械，机械效率越高
D
1
课堂训练
2、质量为0.5
kg的塑料桶装满水后总质量为10
kg，小明将其从地面匀速搬到高度为1
m的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是
J，有用功是
J，机械效率是
．(g取10
N/kg)
100
95
95%
课堂训练
如图所示，用力F将重力G＝10
N的物体匀速向上提升2
m，动滑轮重2
N(不计绳重摩擦)，下列说法中正确的是(
)
A．绳子末端移动的距离为1
m
B．拉力大小为5
N
C．滑轮组的机械效率为100%
D．克服物体重力所做的功为20
J
D
3
4.如图所示，小宸用沿斜面向上的力F＝100
N，在10
s内把G=150N木箱推到2
m高处，斜面长4
m．则小宸所做的功为
，小宸做功的机械效率为
．
400J
75%
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