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(共23張PPT)
第十二章 簡單機械
第4節 機械效率
利用機械幫助我們工作，會給我們帶來極大的方便。有的機械可以省力，有的機械可以省距離。利用滑輪提升重物，繩端拉力所做的功與滑輪組對重物所做的功相同嗎
1.知道有用功 額外功 總功的概念，并會計算（重點）
2.知道機械效率的定義、公式，認識機械效率是表示機械性能的重要指標（重點）
1. 使用動滑輪是否省功
(1)實驗過程：
①如圖1 甲所示，用彈簧測力計將鉤碼緩慢地提升一定的高度，將實驗數據填入表格中。
知識點一：有用功、額外功和總功
②如圖乙所示，用彈簧測力計和動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，將實驗數據填入表格中。
③計算并比較兩次實驗中拉力所做的功。
實驗次序 鉤碼重G/N 鉤碼上升高度h/m 手的拉力F/N 手移動的距離s/m
1 2 0.1 2.1 0.1
2 2 0.1 1.1 0.2
(2)實驗結論：使鉤碼上升相同的高度，利用動滑輪提升鉤碼時做的功大于直接提升鉤碼所做的功；這表明：
使用動滑輪不但不省功，反而要多做功。
溫馨提示:
1. 實驗中，應豎直向上勻速提升鉤碼。
2. 圖乙實驗中，手移動的距離可以不用刻度尺測量，直接利用關系式s=nh=2×0.1 m=0.2 m 得到。
3. 使用動滑輪不能省功的原因：動滑輪本身有一定的重力；繩子和動滑輪之間存在摩擦力。
2. 有用功
(1)上述實驗中，克服鉤碼重力做的功，對我們來說是有用的，是無論采用何種方式都必須做的功，叫有用功，用W 有表示。
(2)有用功相當于不用機械而直接用手對物體做的功。
3. 額外功 上述實驗中，克服滑輪重和摩擦力做的功，對我們來說沒有必要但又不得不做，這部分功叫額外功，用W額表示。
4. 總功
(1)上述實驗中，拉力總共所做的功叫總功，用W 總表示；總功等于有用功和額外功之和，即W總=W有+W額。
(2)總功就是人們利用機械所做的功。
在總功一定的情況下，人們希望有用功越_____越好，額外功越_____越好。
多
少
1.機械效率：有用功跟總功的比值。
2.公式：
η＝　　　　　　　　　　
W有
W總
思考：機械效率可能大于1或者等于1嗎？
注：機械效率一般用百分數表示，沒有單位。且機械效率總小于1 。
（W有知識點二：機械效率
起重機40%~50%
汽油發動機：22%~27%
柴油發動機：28%~30%
抽水機60%~80%
F
實驗原理
實驗器材
注意事項
彈簧測力計、刻度尺、鐵架臺、滑輪、細線、鉤碼
豎直向上，緩慢拉動測力計。
實驗：測量滑輪組的機械效率
G/N h/m F/N s/m W有/J W總/J
1
2
3
實驗1：保持動滑輪重一定，改變鉤碼重力。
動滑輪重一定,物重越大，機械效率越高。
實驗步驟
G/N h/m F/N s/m W有/J W總/J
1
2
實驗2：保持鉤碼重力一定，改變動滑輪重。
物重一定，動滑輪越重，機械效率越低。
F
F
實驗步驟
（1）物重：同一個滑輪組，提起的物體越重，機械效率越高。
（2）動滑輪重：提起的物重一樣時，動滑輪越重，機械效率越低。
（3）摩擦（輪與軸及輪與繩之間）、繩重。
減小摩擦可以減少額外功，提高機械效率。
如：加強機械運動部位的潤滑、采用輕質細繩等。
影響滑輪組機械效率的因素
η =
=
=
=
=
1. 在測滑輪組的機械效率時，可以不測量s和h；
2. 若不考慮繩重和摩擦，只計動滑輪重力時：
F=(G+G動)/n
η =
G
G+G動
η=
即：
即：
η=
G
G+G動
七十二變
1. 測量木塊的重力，記錄數據；
3. 改變斜面的傾斜程度，重復步驟2。
2. 把木塊用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉；分別記錄拉力 F、小車沿斜面移動的距離 S、木塊上升的高度 h 。
4. 斜面傾斜程度不變，在斜面上分別鋪白布、毛巾，重復步驟2。
實驗原理
實驗步驟
實驗：測量斜面的機械效率
斜面的 傾斜程度 木塊重 G/N 斜面高度h/m 沿斜面 拉力F/N 斜面長 s/m 有用功W有/J （Gh） 總功W總/J （Fs） 機械效率η
較緩
較陡
最陡
機械效率與傾斜程度的關系
斜面的粗糙程度一定，傾斜程度越大，機械效率越高。
數據記錄
結論
斜面 材料 小車重力G/N 斜面高度 h/m 拉力 F/N 斜面長 s/m 有用功 W有/J 總功 W總/J 機械
效率
木板 2 0.1 0.8 0.82 0.2 0.66 30.3 ％
棉布 2 0.1 1.2 0.82 0.2 0.98 20.4 ％
毛巾 2 0.1 1.6 0.82 0.2 1.32 15.2 ％
機械效率與斜面粗糙程度的關系
斜面的傾斜程度一定，斜面越光滑，機械效率越高。
數據記錄
結論
1. 斜面的傾斜程度
（光滑程度一樣的斜面，傾斜程度越大，機械效率越高）
2. 斜面的粗糙程度
（傾斜程度一樣的斜面，斜面越光滑，機械效率越高）
影響斜面的機械效率的因素
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
定義：有用功跟總功的比值叫做機械效率
（機械效率總小于1）
機械效率
額外功：
總功：
W有
W總
η＝
公式：
滑輪組的效率
η=
η=
G+G動
G
（不考慮繩重和摩擦）
三個相關物理量
1．關于機械效率的說法中正確的是 （ ）
A．越省力的機械，效率越高
B．做有用功越多的機械，效率越高
C．做相同的功，額外功的值越小，效率越高
D．做功越快的機械，效率越高
C
2.用四只完全相同的滑輪組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，把相同的物體勻速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙兩滑輪組的機械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功(不計繩重與摩擦)，則(　　)
A．η甲＝η乙，W甲＝W乙
B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙
D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
A
3．圖為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重6 N。
（1）實驗時要豎直向上______拉動彈簧測力計，由圖可知拉力大小為_______N，若鉤碼上升的高度為
8cm,則彈簧測力計向上移動______cm,該滑輪
組的機械效率為________。
（2）若僅增加鉤碼的個數，該滑輪組有機械
效率將_______（選填：“增大”、“減小”
或“不變”）
緩慢
2.4
24
83.3%
增大

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