机械效率(第一课时)

C、增加承担物重的绳子股数；
D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在 转动过程中的摩擦；
3、某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆 将重400N的三种石头抬高20cm,手向下 40 压的力是220N,手下降的高度是_____cm, 80 人做的功是_____J, 有用功是_______J, 88 90.9% 这根杠杆的机械效率是________.
有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。
机械效率总是一定的吗？
影响滑轮组机械效率高低的因素总结：
若忽略绳重及摩擦 W有用 Gh G W总 Gh G动h G G动
1 G动 1 G
F
可知： ① G一定时，G动越大，滑轮组的机械效率 η就越小； ② G动一定时，G越大，滑轮组的机 械效率η就越大。
如：用竖直方向上 的滑轮提升物体G
F
提升物体G 是目的,有 利用价值, 是有用功
G
是额外功。
有用功
无论采取那种方法都必须做的功。 即：为达到目的所必须做的功。
W有用=G物· h （1）举高重物时：
（2）在粗糙水平面上移动物体时：
W有=f摩擦· S物
额外功
并非人们需要但又不得不做的功 （1）克服机械自重做功： 使用动滑轮或滑轮组时：
，总
功是 拉力所做的功 ； 如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来 的桶里带了一些水，有用功是 克服桶的重力做功 ， 额外功是 克服水的重力做功 ，总功是 拉力所做的功 。
理解机械的三种功
要实现目的，完成 有用功,必须施加
动力F对滑轮做 功，动力所做 的是总功
要提升G，同时必须 将动滑轮也提升。这 时，你要克服动滑轮 重力和摩擦而额外做 功，否则你不能完成 任务。这部分功无利 用价值而又不得不做，
答案: (1) W有用= 500J; (2) W总= 600J;
2、利用如图所示的滑轮组，在F=80N的拉力 作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m，绳重 、摩擦不计。求:（1）W总=？（2）W有用=？ (3) W额外=? (4)η=? (5) G动=? 答案: (1) (2) (3) W总= 240J; W有用= 180J; W额外= 60J; F
什么是机械效率呢？
二、机械效率
1. 定义：有用功跟总功的比值叫机械效率（η ）
W 2. 公式： 有用 100 % W总
3. 特点：
（1）机械效率通常用百分数表示，没有单位. （2）机械效率总小于1 . （因为有用功总小于总功）
W总 W额外 W总
滑轮组提高重物时:
W有用＝ G物 h
8、如图所示，在50N的水平拉力F作用 下，重800Ｎ的物体沿水平地面匀速 直线运动了2m，物体与地面间滑动 摩擦力为120Ｎ，则滑轮组的机械效 率为 80% 。
9．如图所示，在50N的水平拉力F作用下 , 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线 运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ .则滑轮组的机械效率为 _______ ；若 物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的 功为 ______ J，功率为＿＿Ｗ．
(可近似认为石块离开水面前浮力大 小不变，结果保留一位小数).
4、一台起重机将重3600N的货物提高4m 。如果额外功是9600J，起重机做的有用 功是多少？总功是多少？机械效率是多 少？
5、如图，滑轮组提升重为G ＝320N的
重物，当重物以0.5米/秒的速度匀 速上升时，拉力F 的功率是200W ， （忽略摩擦和绳重）。求： （1）滑轮组的机械效率是多少？ （2）若用此滑轮组提升G ＝600N的 重物时，滑轮组的机械效率？
F
（一般从滑轮组直接 W有用 Gh 对物体施加的力入手） Gh G F拉 2 、 W 总 为动力对滑轮组所做 W总 Fs Fnh nF
的功。
F拉
（一般从动力为人手 处入手）
从上面的分析中可知，总功中减去额外功，才 是我们有用的功，所以动力对机械所做的功 （总功）总是大于机械所做的有用功。当然，我 们总希望有用功在总功里所占的份额更大，这 就涉及机械效率的问题。
请你判断：下面说法中是否正确？
1．有用功越多，机械效率越高（ × ） 2．额外功越少，机械效率越高（ × ） 3．物体做功越慢，机械效率越低（ × ） 4．做总功越多，机械效率越低（ × ） 5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越 高（ √ ） 6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越 高（ √ ） 7．机械效率越高，越省力（ × ）
小明家住在四楼，买了一批木料，可 以直接用手拉到四楼，也可以使用动滑 轮，使用动滑轮的作用为了 省力 。
手拉绳做的功与 动滑轮对木料做 的功相等吗？
分析原因
使用机械工作时，尽管给我们带来 省力、方便等有利因数，但由于机械 本身的自重，以及摩擦等因数的影响， 需要额外多做一些功，所以用机械拉 物体做的功比用手直接拉物体所做的 功多.以就是说，在整个事件过程中， 有一些功没有用，一部分功有用，那 么，它们怎么区分 呢？
7、我校去年暑期进行楼内装修时三楼需要一定 量的沙子，某同学设计了如图所示的提升装置 （摩擦不计）。已知箱子和动滑轮的总重为 100N，人重400N，绳子所能承受的最大拉力为 450N。请问桶内最多能装多少牛顿沙子，此时 的机械效率为多少？
（1）最多能装700N重的沙子。 （2）机械效率为87.5%。
复习提问：
1、功的两个要素： 一是作用在物体上的力。 二是物体在力的方向上通 过的距离。 2、功的计算公式：
W=F· S 或 W=G· h
用如右图所示的动滑轮将重为G的物体匀速提 高的距离为h，作用在绳子末端的拉力为F （不 计绳重及摩擦）。 求：（1）拉力移动的距离s = nh ； （2）拉力做功W 1= Fs ； （3）克服物体重力做功W2 = Gh 。
功的分类
有用功(W有)：直接提升物体所做的功。 （机械对物体做的功） （有利用价值的功） 总 功（W总）：手对机械所做的功。
额外功（W额）：克服机械重力、摩擦力做的功。 （我们不需要却不得不做的功）
三者的关系： W总 = W有 + W额
★用水桶从井中提水时，所做的有用功是
克服水的重力做功 ，额外功是 克服桶的重力做功
F乙 F甲 G G
甲
乙
4.用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提 升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙， 它们的机械效率分别为η甲、η乙。则F甲 ＞ 乙（选填“＞”、“＜” ＞ 乙 η甲_____η _____F 或“＝”）
5、工人用如图所示的滑轮组提 升重物，在10s内将200N的物 体匀速提升2m，已知工人的拉 力为80N。滑轮组的机械效率 为 83.3% 。 6、如图所示，小明同学用滑 轮组提升重为220N的泥桶， 动滑轮重为20N，不计绳重及 滑轮间的摩擦。滑轮组的机械 效率为 91.67% 。
.
G
(4) η = 75％;
(5) G动=60N。
3：利用图所示装置,把质量为30kg、 密度为3×103kg/m3的薄石块从水面 下4m处拉出水面后,再提升了10m, 动滑轮重为40N(不计绳重与滑轮间
的摩擦,设石块的两个上升过程都为 匀速,g取10N/kg).
F
求:石块离开水面前与离开水面后, 这个装置的机械效率分别是多少?
小结：
• 动滑轮的机械效率与哪些因素有关？
• 提升物体的重G • 动滑轮的重G动 • 摩擦力f
• 你认为如何才能提高它的机械效率？
• 一是增加物重（即尽量满载时工作，增加有用功）； • 二是减小动滑轮的自重； （ 减小额外功）
• 三是减小动滑轮的轮与轴间的摩擦。 （ 减小额外功）
1、用一个动滑轮把500N的重 物 提高1m，所用的拉力是 300N， 在此过程中有用功为多少？ 总功为多少？ 动滑轮的机械效率为多少？
W总 ＝ F
s
S= n h
想一想：
滑轮组水平放置时，怎样？
滑轮组水平拉动物体时:
W有用＝ f s物 W总 ＝ F s绳 S绳= ns物
机械效率的意义 起重机的机械效率是60%
它表示什么意思？
机械效率与 是否省力. 功率大小. 提升高度. 绳子的绕法.做功的多 少无关。
1.使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比60% 2.也可以说有用功在总功中占有60%，另外额外功占40％
10 ．如图所示，建筑工地上，工人用一个 动滑轮将重720N的重物匀速提升5m，工人所 用拉力为450N，求： （1）工人做的总功 （2）该动滑轮的机械效率 （3）提升的物体重为９００Ｎ， 该动滑轮的机械效率为多少？
1、现实中,关于机械效率，以下说法正确的是：
A、机械效率总小于1； B、单位时间里做功越多的机械， 机械效率越高；
A
C、做功越多的机械，机械效率越高； D、省力越多的机械，机械效率越高。
2、为了提高滑轮组的机械效率，以下 做法中正确的是：（ D ） A、以较快的速度匀速提升重物；
B、以较慢的速度匀速提升重物；
W额外=G动滑轮· h
（2）克服机械间的摩擦做功：
总功
动力对机械所做的功. 外 公式（1） ： 公式（2） ： W总=F动力· S动力
作用在机械上的 动力 动力作用点移动 的距离
小结：
有用功和总功的寻找方法 1、W有为滑轮组对物体的拉 力所做的功。