資源簡介

機械效率
一．學習目標：
1．知道什么是有用功、額外功、總功；
2．理解機械效率的概念；
3．會相關的機械效率計算；
4．知道提高機械效率的方法。
二．自主學習：
1．溫故知新：（1）物體的重為G，動滑輪的重為G動，有n段繩子系在動滑輪上，物體勻速上升距離為h，不計摩擦，則繩子自由端拉力為F＝
，移動距離為s＝
。
（2）功的計算公式是
，國際單位是
；功率的計算公式是
,
或
，國際單位是
。
三．探究學習：
（一）問題的提出：如右圖所示，物體重G＝100N，在拉力F＝35N的作用下，
物體勻速上升1m。則繩子自由端移動的距離為
m，提升物體做的功
為
J，拉力F做的功為
J。
（1）我們的目的是提升物體，所以對物體做的功叫做有用功，用W有表示，
本題目中，W有＝
J。
（2）動力做的功叫做總功，用W總表示，本題目中，W總＝
J。
（3）為什么總功要比有用功大？答：
。
1．有用功：為達到目的而做的功叫做有用的功，有用功用W有表示。①如果是把物體勻
速提高，則有用功的計算公式為：W有＝
；②如果把物體放到水平面上，拉著物體做勻速直線運動，則有用功為克服摩擦力做功,此時W有＝
。③使用杠桿時，
阻力所做的功就是有用功。
2．額外功：對人們沒有用但又不得不做的功叫做額外功。額外功用W外表示。額外功的
產(chǎn)生原因是：①
機械本身有重力；②
機械之間有摩擦。
3．總功：動力做的功叫做總功，用W總表示。W總＝W有+W外
例1．一只在井中的水桶重為G1，桶中水的重為G2，井的深度為h。如果我們的目的是提井中的水，則提水的過程中，W有＝
，W外＝
，W總＝
。
如果我們的目的是提井中的桶，則提桶的過程中，W有＝
，W外＝
，
W總＝
。
例2．一人將一袋米從一樓扛到5樓，這個過程中對
做的功是有用功，對
和
做的功是額外功。
(二)機械效率:有
和
的比值叫做機械效率,用符號
表示。
1．機械效率與功率、省力與否
(選填“有關”或“無關”)。
2．機械效率的計算式為：η＝×100%。
3．使用任何機械，機械效率都
1（選填“大于”“小于”或“等于”），其原因是
和
。
4．利用機械效率可計算總功：W總＝
，利用機械效率也可計算有用功W有＝
。
例1．用一個動滑輪將500N的貨物提高1m，所用拉力為300N，有用功為
J，總功為
J，額外功為
J，機械效率為
。
例2．質量為50kg的中學生提著一捆質量為8kg的書，從一樓提到6m高的三樓，則他對書做的有功為
J，他做功的效率為
。（g取10N/kg）
例3．如圖1所示，利用滑輪組提升重為900N的物體，繩子自由端移動的
距離為4m，人對繩子的拉力為500N。不計一切摩擦，求：
（1）動滑輪的重是多少？
（2）有用功是多少？
（3）總功是多少？
（4）機械效率是多少？
例4．用如圖2所示的滑輪組將重為500N的物體在2s內勻速提升6m，已知
拉F的大小為200N，則滑輪組提升重物時所做的有用功為
J,拉力
做的功為
J,拉力的功率為
W，滑輪組的機械效率為
。
四．反思小結:
1．有用功（W有）:
。表達式為W有＝
或W有
。
額外功（W外）
。
總功（W總）：
。W總＝
+
。
2.
有用功和總功的
叫機械效率,它反映了機械
，其表達式為
η＝
。
3．任何機械，機械效率都
1。
五．課堂反饋（題中g＝10N/kg）
1．使用機械時，對完成工作任務無用而又不得不做的功叫做
；除此之外，真正對完成工作任務有用的功叫做
；二者之和叫做
。機械效率就是
與
之比，即η＝
。且其值總
1（選填“大于”“小于”或“等于”）。
2．用一個動滑輪把重為200
N的砂子在4
s內提到6
m高的腳手架上，所用的拉力F＝120
N，
那么做的有用功是
，拉力的功率是
，機械效率是
。
3．甲乙兩機械，甲的機械效率是70%，乙的機械效率是50%，則下列說法正確的是（　）
A．使用甲機械做功省力　
B．甲機械做功快
C．相同時間內，甲機械完成的功多　
D．乙機械的額外功在總功中占的比例大
4．體重是400
N的同學用重10
N的水桶，提起重為100
N的水沿樓梯送到5
m高的宿舍里使用，完成這一次提水，做有用功和額外功分別是（　
）
A．500
J、50
J
B．500
J、2050
J
C．550
J、2000
J
D．2500
J、50
J
5．分別用杠桿、動滑輪和滑輪組將同一物體提升到相同的高度，做的有用功（
）
A．杠桿最多
B．動滑輪最多
C．滑輪組最多
D．一樣多
6．如圖所示，是建筑工人利用滑輪組從地面提升物體的情形。某次操作中，
工人用400N的拉力F在1min內將總重為900N的物體勻速提升5m。在
這段時間內（
）
A．拉力F做的有用功2000J
B．拉力F做功的功率約33W
C．動滑輪重300N
D．滑輪組的機械效率75%
7．如圖4所示的剪刀剪紙機械效率為80%
，這表示（
）
A．若作用在剪刀的動力是1N，則阻力是0.8N
B．若作用在剪刀的阻力是1N，則動力是0.8N
C．若作用在剪刀的動力做功1J，則有0.2J
的功用于剪紙
D．若作用在剪刀的動力做功1J，則有0.8J
的功用于剪紙
8．裝卸工人用如圖所示的滑輪組勻速提升重為1000N的貨物，所用的拉力F為
600N，繩子自由端在50s內被拉下2m。求：
（1）拉力F所做的功；
（2）拉力F功率；
（3）滑輪組的機械效率。
9．使用圖6所示的滑輪組把重物提高0.6m，若拉繩的力是100N、額外功是60J。
求：（1）總功是多少？（2）有用功是多少？
（3）機械效率是多少？（4）被提起的重物的重為多少？

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