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第十一章：機械功和機械能
11.3如何提高機械效率
滬粵版
新課
新課導入
新課導入
有機械的加持，人們的工作效率提高，我們又將如何
提高機械的效率？
新課導入
如圖所示的兩種機械做功的情況中，哪些功是我們需要的有用功？哪些功是不得不做的功？
一、什么是有用功與額外功
（1）有用功（W有）
：為達到工作目的，必須要做的，有價值的功。
通常情況下，克服物體重力所做的功就是有用功。
W有=Gh
G：物體的重力
h：物體提升的高度
一、什么是有用功與額外功
（2）額外功（W額）
：對人們既無價值又不得不做的功。
通常情況下，克服機械自重及摩擦力等做的功。
W額=G’h
G’：機械的自重（動滑輪和繩的重力）
h：提升的高度
一、什么是有用功與額外功
（3）總功（W總）
：整個過程中，動力對機械做的功。
W總
=
FS
F：人施加在機械上力
S：繩子自由端移動的距離
一、什么是有用功與額外功
W額
W總
W有
=
+
總功、有用功、額外功的單位都是焦（J）
W總＞W有用
一、什么是有用功與額外功
知識拓展：
一、什么是有用功與額外功
1．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
D
課堂練習：
二、什么是機械效率
1、在保證所做有用功一定的情況下，人們總是希望額外功在總功中所占的比例越少越好。在物理學中，把有用功W有用與總功W總的比值叫做機械效率。
用η表示機械效率
機械效率是表征機械性能的重要指標。
2、
二、什么是機械效率
W有
h
=
W總
W有
h
=
W有+W額
W總
=
W額
1－
3、機械效率只有大小，沒有單位。由于有用功總小于總功，所以機械效率總小于1
。機械效率通常用百分數表示。
4、機械效率是標志機械做功性能好壞的重要指標，機械效率越高，機械的性能越好。
2.甲、乙兩機器，甲的機械效率是75%，乙的機械效率是60%，則下列說法中正確的是(
)
A．甲機器的功率大
B．使用甲機器較省力
C．甲機器的額外功占總功的百分比較小
D．在相同時間內，甲機器做功較多
C
課堂練習：
1.功率是指物體在單位時間內所做的功，即功率是表示做功快慢的物理量。
2.有用功在總功中所占的比例叫機械效率。
3.功率和機械效率是描述機械的兩種不同性能，兩者間沒有必然聯系。
功率和機械效率的區別：
課堂練習
3．工人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重600N的貨物，繩子自由端豎直向上移動6m，額外功為300J．求滑輪組的機械效率．
三、測算滑輪組的機械效率
選擇器材，組裝一個如圖所示的滑輪組，并用它來提升重物G。
實驗目的：
測量滑輪組的機械效率
實驗原理：
實驗內容：
三、測算滑輪組的機械效率
實驗步驟：
1、用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G并填入表格。
2、如圖所示，勻速緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出拉力F的值，用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s，將這三個量填入表格。
3、算出有用功W有、總功W總、機械效率η并填入表格。改變鉤碼的數量，重復上面的實驗。
記錄數據
實驗結論：用同一滑輪組提升重力不同的物體時，機械效率不同，被提升的物體越重，機械效率越高。
實驗結論：
三、測算滑輪組的機械效率
思考討論：如果保持鉤碼重力一定，且鉤碼升高相同高度，改變動滑輪重量，動滑輪越重，機械效率怎樣變化？
F
F
物重一定，升高相同高度，則有用功不變，動滑輪越重時，額外功越多，根據
W有
h
=
W有+W額
可知，機械效率越小。
起重機的機械效率是40%~60%
滑輪組：50%~70%
水泵：60%~80%
三、測算滑輪組的機械效率
四、如何提高機械效率
四、如何提高機械效率
如何提高機械效率？
（1）減少機械自重。
（2）減少機械的摩擦等來減小額外功。
（3）在額外功一定時，增大有用功。
（4）改進結構，使它更合理、更輕巧。
（5）在使用中按照技術規程經常保養，定時潤滑，使機械處于良好的運轉態。
課堂訓練
下列關于機械效率的說法正確的是(
)
A．越省力的機械，機械效率越高
B．做功越少的機械，機械效率越低
C．做功越慢的機械，機械效率越低
D．總功相同，做有用功越多的機械，機械效率越高
D
1
課堂訓練
2、質量為0.5
kg的塑料桶裝滿水后總質量為10
kg，小明將其從地面勻速搬到高度為1
m的桌面上，在豎直向上搬水的過程中所做的總功是
J，有用功是
J，機械效率是
．(g取10
N/kg)
100
95
95%
課堂訓練
如圖所示，用力F將重力G＝10
N的物體勻速向上提升2
m，動滑輪重2
N(不計繩重摩擦)，下列說法中正確的是(
)
A．繩子末端移動的距離為1
m
B．拉力大小為5
N
C．滑輪組的機械效率為100%
D．克服物體重力所做的功為20
J
D
3
4.如圖所示，小宸用沿斜面向上的力F＝100
N，在10
s內把G=150N木箱推到2
m高處，斜面長4
m．則小宸所做的功為
，小宸做功的機械效率為
．
400J
75%
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