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第十一章 簡單機械
第3節 機械效率
生活中我們常常會遇到“效率”這個詞。如下：
利用機械幫助我們完成某項任務，也會涉及效率問題。
工作效率
學習效率
種子發芽率
樹苗成活率
新知導入
1.知道什么是有用功、額外功和總功。
2.知道機械效率，會計算機械效率。
3.知道機械效率總是小于 。
4.認識提高機械效率的意義和途徑。
學習目標
實驗探究：使用機械是否能省功
以動滑輪為例，比較直接對重物做的功與通過動滑輪對重物做的功.
一、有用功、額外功和總功
新知學習
（1）如圖甲所示，用彈簧測力計將鉤碼緩慢勻速提升一定高度，將
所測得的數據填入表格.
（2）如圖乙所示，用彈簧測力計并借助一只動滑輪將同樣的鉤碼緩
慢勻速提升（應沿豎直方向）相同高度，將所測得的數據填入表格.
（3）改變鉤碼的數量，即改變所掛鉤碼的重力，重復上述測量，
將實驗數據填入表格.
實 驗 序 號 鉤碼 所受 的重 力 G/N 鉤碼 上升 的高 度h/m 未用動 滑輪時 彈簧測 力計示 數F1/N 使用動滑輪時彈簧測力計示 數F2/N 未用動 滑輪時 拉力做 的功 W1/J 使用動
滑輪時
拉力做
的功
W2/J
1 1 0.4 1 0.6 0.4 0.48
2 2 0.4 2 1.1 0.8 0.88
3 3 0.4 3 1.6 1.2 1.28
實驗數據如下：
實驗證明，使用機械做功時，由于機械的自重及摩擦等因素的影
響，需要額外多做一些功（不能省功）。
要把重100N的大米運上三樓。
右圖畫了三種辦法。
哪種辦法最好，哪種辦法最不好？
大米重100 N
人體重400 N
動滑輪重10 N
桶重 20 N
口袋重 5 N
觀察思考
三種方式做功的內容
1
對沙子做功
對水桶做功
克服人自身重力做功
2
對沙子做功
對水桶做功
對滑輪做功
3
對沙子做功
對口袋做功
對滑輪做功
使用機械時，對物體所做的有用的功。
有用功
使用機械時，人們額外需要做的功。
額外功
有用功與額外功的總和。
總 功
W總=W有用+W額外
有用功、額外功、總功
認識總功、額外功和有用功
G
F
目的是提升重物，是有用功。
要克服滑輪重力和摩擦做功，這個功不是目的而又不得不做，是額外功。
F是動力，是總功。
計算各個功，并填入下表
做功方式 有用功 額外功 總功/J
桶裝，手提上樓 100N×6m （400+20）N×6m
桶裝，動滑輪吊運 100N×6m （20+10）N×12m
袋裝，動滑輪吊運 100N×6m （5+10）N×12m
3120
780
690
1.定義：有用功和總功之比叫做機械效率。
2.公式：
3.意義：
表示機械做功時，有用功在總功中所占的比例，
是機械性能的重要指標。
4.因為 W有用 < W總 ，所以， η < 1。
機械效率一般用百分數表示，沒有單位
二、機械效率的大小
5.一些機械的機械效率
柴油機:28%～40%
起重機:40%～50%
抽水機:60%～80%
適當增大物重
①減小機械自重；
使用較輕滑輪
②減小機械摩擦；
定時潤滑
③增大有用功。
6.怎樣才能提高機械的效率（減少額外功）
影響因素 分析 改進措施（提高效率）
被提升物體的重力 同一個滑輪組，被提升物體的重力越大，做的有用功越多，機械效率越大 盡可能增加被提升物體的重力
動滑輪的 自重 有用功不變時，減小提升動滑輪時做的額外功，可提高機械效率 改進滑輪結構，減輕滑輪自重
滑輪組自身部件的摩擦 機械自身部件的摩擦力越大，機械效率越低 對機械進行保養，保持良 好的潤滑，減小摩擦
影響滑輪組機械效率的因素和改進措施
例題：起重機把質量為0.5t的重物勻速提升了3m,而它的電動機所做功3.4×104J，起重機的機械效率是多少？g取10N/kg.
解：
起重機勻速提升重物所用的力與物體所受的重力大小相等：
F=G=mg =0.5×103kg×10N/kg=5×103N
起重機提升重物所做的有用功：
W有=Fh=5×103N×3m =1.5×104J
起重機的電機做的總功：
W總=3.4×104J
因此，起重機的機械效率：
談談機械效率有哪些特征？
師生互動
1.機械效率高低只表示有用功占總功的比值大小，不能說明做有用功多少；
2.機械效率是有用功跟總功的比值，只有大小，沒有單位；
3.由于額外功總是存在，有用功總是小于總功，所以機械效率總是小于1；
4.機械效率是標志機械做功性能好壞的物理量，機械效率越高，機械性能越好；
5.機械效率高低與做功多少，功率大小，是否省力，提升高度無關。
機械效率
有用功
對人們有用的必須要做的功
并非我們需要但又不得不做的功
有用功與額外功的總和
有用功和總功之比叫做機械效率
機械效率
額外功
總功
W有
W總
η＝
滑輪組機械效率影響因素
G物、G輪、G繩、f
課堂總結
1.在生產和生活中經常使用各種機械，下列說法正確的是（　D?。?br/>A.使用任何機械都可以省力
B.使用任何機械都可以省功
C.使用機械時，有用功越大，機械效率越高
D.使用機械時，有用功占總功的比例越大，機械效率越高
D
課堂練習
2.甲用桶從井中提水，其中對 　水　 做的功是有用功，對 　桶　 做的功是額外功，乙從井中撈水桶，桶中帶有半桶水，則對 　桶　 做的功是有用功，對 　水　 做的功是額外功。
水
桶
桶
水
3.如圖所示，用滑輪組提升重750 N的物體，使它勻速上升1 m。已知用的拉力F為400 N。則在提升重物的過程中（不計繩重和摩擦），有用功為　750　 J，滑輪組的機械效率是 　93.75％　 ，動滑輪重是　50 N　 。
750
93.75％
50 N

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