功率和机械效率
功率与机械效率
功率与机械效率功率与机械效率是物理学中两个重要的概念，它们与机械运动和能量转化密切相关。
本文将介绍功率与机械效率的定义、计算方法以及它们在实际应用中的重要性。
一、功率的定义与计算方法功率是衡量机械运动速度的物理量，它表示单位时间内所做的功。
功率的定义可以表示为：功率 = 做功 / 时间其中，功率的单位是瓦特（W），做功的单位是焦耳（J），时间的单位是秒（s）。
在实际计算功率时，常常使用以下公式：功率 = 力 ×速度这个公式中的力表示作用于物体上的力，速度表示物体在力的作用下前进的速度。
根据这个公式，我们可以计算出物体在某一时刻的功率，并据此了解物体的运动状态。
二、机械效率的定义与计算方法机械效率是用于衡量机械设备的能量转化效率的物理量，它表示输出功率与输入功率的比值。
机械效率的定义可以表示为：机械效率 = 机械输出功率 / 机械输入功率其中，机械效率的取值范围为0到1之间，当机械效率接近1时，表示机械设备的能量转化效率较高。
在实际计算机械效率时，常常使用以下公式：机械效率 = 有效输出功率 / 输入功率有效输出功率是指机械设备输出的有用功率，而输入功率是指机械设备接收的总功率。
通过计算机械效率，我们可以了解机械设备的能量利用状况，从而进行优化和改进。
三、功率与机械效率的重要性功率和机械效率在实际应用中具有重要的作用，下面将分别介绍它们的重要性。
1. 功率的重要性功率可以帮助我们了解机械设备的运行状态和能量转化情况。
通过计算功率，我们可以得知机械设备单位时间内所做的功，这有助于判断设备的工作效率和性能。
在实际应用中，功率的大小对于选择合适的机械设备和进行能量管理具有指导作用。
例如，我们可以通过比较不同设备的功率来选择具有较高效能的设备。
同时，计算机械设备的功率还可以帮助我们预测和解决设备在运行中可能出现的问题。
2. 机械效率的重要性机械效率是衡量机械设备能量利用率的重要指标。
较高的机械效率意味着设备能够将输入的能量有效转化为有用的输出能量，减少了能量的浪费。
功和功率,机械效率
100
滑轮组水平拉动物体时:
W有＝f h W总＝F s S=n h
斜面
在物理中，这些都叫什么？
省力
省功吗？
思考：工人师傅利用斜面提升物
体做功时，哪些做的是有用功？ 哪些是额外功？哪些是总功？
W有用=Gh W总=Fs
W额外=fs W额外= W总-W有用
斜面的机械效率怎么计算？
5.如图，把重为10N的物体推上高为0.5m的斜面， 斜面的长为1m所用的推力为12N,沿斜面向上,求 推力所做的功和斜面的机械效率?
要实现目的，完成有 实验原理 用功,必须施加动力F 对机械做功，是总功
W总=F S
.
Gh W总 Fs
F
W有
需要测量 的物理量
F
实验器材
弹簧测力计、刻度尺、 要提升G，同时必须 铁架台、滑轮、细线、钩码。 将动滑轮也提升。你
要克服本滑轮重力和 摩擦而额外做功，否 G 注意事项 则你不能完成任务。 该功无利用价值而又 不得不做，是额外功。 竖直向上，匀速拉动测力计。
2、势能 ①重力势能：物体由于被举高而具有的能。 物体质量越大，举高的高度越高，重力势 能越大。 通常认为在地面上的物体的重力势能 为零。
②弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的 能。 同一物体，弹性形变越大，具有的势能越大。
练习
10. 如图所示，一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于 其机械能的变化情况，下列说法中正确的是 B A.重力势能减小，动能不变，有重力势能转变为动能 B.重力势能减小，动能增加，有重力势能转变为动能
提升G是目的， 有利用价值， 是有用功 W有=Gh
滑轮组提高重物时: W有＝ G物 h
W总 ＝ F s
机械效率5个常用公式
机械效率5个常用公式机械效率是指机械设备在工作中所发挥的能力与其实际消耗的能量之间的比率。
提高机械效率对于工业生产和能源利用都具有重要意义。
在实际应用中，我们可以通过一些常用的公式来计算机械效率。
下面将介绍五个常用的公式，分别是机械效率的计算公式、功率的计算公式、效率的计算公式、能量转换效率的计算公式以及热机效率的计算公式。
一、机械效率的计算公式机械效率可以通过以下公式进行计算：机械效率 = 输出功率 / 输入功率其中，输出功率是指机械设备所产生的有用功率，输入功率是指机械设备所消耗的总功率。
通过计算机械效率，我们可以评估机械设备的能量利用情况，从而对其进行优化和改进，提高能源利用效率。
二、功率的计算公式功率是机械设备能够完成单位时间内所做的功的大小，可以通过以下公式进行计算：功率 = 功 / 时间其中，功是指机械设备所做的功，时间是指完成这个功所用的时间。
功率的计算可以帮助我们了解机械设备的运行状态，判断其是否具有高效率的特点。
三、效率的计算公式效率是指机械设备所实现的输出能量与输入能量之间的比率，可以通过以下公式进行计算：效率 = 输出能量 / 输入能量其中，输出能量是指机械设备所产生的有用能量，输入能量是指机械设备所消耗的总能量。
通过计算效率，我们可以评估机械设备的能量利用情况，从而对其进行优化和改进，提高能源利用效率。
四、能量转换效率的计算公式能量转换效率是指能量转换过程中的输出能量与输入能量之间的比率，可以通过以下公式进行计算：能量转换效率 = 输出能量 / 输入能量其中，输出能量是指能量转换过程中转换出来的有用能量，输入能量是指能量转换过程中所消耗的总能量。
能量转换效率的计算可以帮助我们评估能量转换设备的能量利用情况，从而对其进行优化和改进，提高能源利用效率。
五、热机效率的计算公式热机效率是指热机设备在能量转换过程中所实现的输出功与输入热能之间的比率，可以通过以下公式进行计算：热机效率 = 输出功 / 输入热能其中，输出功是指热机设备所产生的有用功，输入热能是指热机设备所消耗的热能。
功率和机械效率
第一次课功率和机械效率环节一：区分功率和机械效率基本概念功率：单位时间内做功的多少机械效率：有用功占总功的比值意义功率：描述做功快慢的物理量（小明同学作业写得很快，C罗一场比赛射门频率很高）机械效率：描述做功效率的物理量（小王同学作业正确率很高，梅西一场比赛进球数很多）类似单位功率：速度，频率机械效率：效率，正确率与功的关系功率：功率=功/时间，但与功的多少，时间的长短无关，功率大只代表做功快，学生作业多是不是就代表他写字速度做的快？机械效率：机械效率=有用功/总功*100%，与有用功和总功的多少无关，机械效率高只代表有用功所占的比例高相互关系功率和机械效率彼此没有直接的关系，功率大不代表机械效率高，机械效率低也不代表功率就一定低，写字速度快与作业正确率没有直接关系。
单位和公式记忆功率：（1）功率的计算公式是，其中表示功率，表示功，表示时间。
（2）功率的单位是，又叫简称。
机械效率：（1）机械效率的计算公式是（2）因为有用功总功，所以机械效率100%。
（填：< 、>、=）课堂反馈：一、判断题（1）功率大的机械做功一定多。
（）（2）额外功与总功的比值越大，机械效率越小。
（）（3）做功时间越短的机械，功率一定越大。
（）（4）机械效率大的机械一定既省力又省功。
（）（5）机械效率越低的机械，做功一定很慢。
（）（6）机械效率越高，则机械做的有用功越多。
（）（7）机械做的总功越少，机械效率也越低。
（）（8）相同时间内，做功越多的机械机械效率一定很高。
（）（9）在总功相同时，机械效率高的机械，有用功就越多。
（）二、功率和机械效率的简单计算1．拖拉机发动机功率是80kw，合____W=____J／S．其意义表示____ 。
2．举重运动员把2000N的杠铃在2s内举高1．8m后又在空中保持4S，则该运动员前2s 的功率是____W，后4S的功率是____W．3．使用滑轮组提起20N的重物，使它上升0.4m，拉力为8N，拉力的作用点上升了1.2m，拉力对滑轮所做的功为____J，这个功叫____功。
功、功率、机械效率的计算
专题十 功、功率、机械效率的计算一、内容解读：（一）功1、做功的两个因素：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 Fs =，其中F 代表作用在物体的力，s 代表物体在力的方向上移动的距离，功的单位是J 。
（二）功率1、单位时间是完成的功，叫做功率，它是反映机械做功快慢的物理量。
2、计算公式：功率=功时间，即tＷＰ＝将它变形得到两个变形公式。
W W Pt t P==和，可分别求功和时间。
功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W ，常用单位还有kW ，叫千瓦，它与W 之间的换算关系为1kW=103W3、对公式W P t =的分析 根据W P t=可知，当P 一定时，W 与t 成正比。
换句话说，使用功率相同的机械，做功时间长的做的功就多。
当W 一定时，P 与t 成反比。
换句话说，做相同的功时，时间用得少的机械的功率大。
当t 一定时，W 与P 成正比。
换句话说，做功时间相同时，功率大的那台机械做的功就多。
（三）机械效率1、机械效率被定义为：有用功与总功的比值，用希腊字母“η”表示。
100W η=⨯有用总Ｗ﹪2、滑轮组机械效率的计算 100%%nη⨯⨯总有用Gh ＧＷ＝Ｇh,W =Fs,=＝Fs Ｆ，其中G 为提升的物重，h 为物体升高的高度，F 为施加在绳子自由端拉力，s 为绳子自由端移动的距离，n 为吊起动滑轮绳子的段数。
若不考虑摩擦和绳重，滑轮组机械效率可变为：100G η=⨯+物动物％ＧＧ3、斜面的机械效率100%η⨯Ｇh ＝FJ，其中G 为沿斜面向上推的物体受到的重力，h 为斜面的高，1为斜面的长，F 为沿斜面向上的推力4、其他机械的机械效率100W η=输出输入＝％Ｗ二、专题训练1、工人用类似图所示的滑轮组提起重为2000N 的物体。
（1）若不计摩擦和动滑轮重，工人提起这个重物至少需用多大的力？（2）若工人匀速提起这个物体时所用的拉力是800N ，滑轮组的机械效率是多大？ （3）若工人用800N 的拉力在1分钟内将这个物体提高3m ，他做功的功率是多少？2、在某工地上，工人师傅用滑轮组起吊重为600N 的重物，他用200N 的力拉绳，使物体上升3m ，滑轮组工作时的效率为75%，求（1）有用功、总功；（2）使滑轮组至少由几定几动组成。
功率与机械效率
功率与机械效率力是物体做功的方式，也是物体产生机械效率的基础。
功率和机械效率是物理学中重要的概念，它们之间存在着密切的关系。
本文将围绕功率和机械效率展开论述，以帮助读者更好地理解这两个概念。
一、功率的概念及计算公式功率是描述物体做功速度的物理量，是衡量物体“快慢”做功的指标。
在物理学中，功率的计算公式为：功率=做功/时间其中，功率的单位是焦耳/秒，也可以用“瓦(W)”表示。
二、功率的意义和影响因素功率的数值表示单位时间内物体所做的功。
当物体的功率较大时，即单位时间内物体所做的功较多，说明其具有较大的能力去产生做功的效果；相反，功率较小的物体则表明其能力较弱。
功率的大小可以直接影响到物体的工作效率和完成任务所需的时间。
比如，两辆汽车从A地到B地，汽车A的功率较大，汽车B的功率较小。
根据功率的计算公式，我们可以得知，汽车A在单位时间内能做更多的事情，其工作效率较高，因此能够更快地到达目的地。
三、机械效率的定义和计算公式机械效率是指机械设备在转换能量过程中能够保持的有效能量比例。
在理想情况下，机械效率应该是1，即所有的输入能量都被转化成了有用的输出能量。
然而，在实际应用中，由于存在各种损耗，机械效率通常小于1。
机械效率的计算公式如下：机械效率=输出功率/输入功率四、功率与机械效率的关系功率和机械效率是物理学中非常重要的两个概念，它们之间存在着密切的关系。
首先，功率的大小直接影响到机械效率。
当物体的功率较大时，其机械效率也往往较高，即能够更有效地将输入能量转化为输出能量。
相反，功率较小的物体其机械效率往往较低。
其次，机械效率也会影响到功率的大小。
当机械设备存在各种能量损耗时，输出功率会减小，从而导致功率的下降。
因此，要提高机械设备的机械效率，就需要减小能量损耗，尽量提高输出功率。
只有在功率和机械效率共同作用下，机械设备才能更有效地完成工作。
五、提高功率和机械效率的方法在实际应用中，我们可以通过一些方法来提高功率和机械效率。
机械效率与功率
机械效率与功率“机械效率”与“功率”是两个重要的物理概念，又是两个完全不同的物理量，同学们必须弄清其物理含义，才不至于遇到这类问题时束手无策，甚至出现错误。
功率是单位时间内完成的功，它是描述物体做功快慢程度的物理量，功率的大小并不是由做功的多少确定。
因此，功率大，不一定做功多；反之，做功多，不一定功率大。
提高功率的方法是增加做功的同时减少做功所用的时间。
如提一桶水上同样高的楼，快步上比慢步上的功率大（做功一定，时间短，功率大）；在相同时间提两桶水上楼比提一桶水（桶完全相同）上楼的功率大（时间相同，做功越多，功率越大）。
机械效率不能理解为工作效率，它是机械做有用功与总功的比值，是反映机械性能优劣程度的一项重要指标。
由于总功等于有用功和额外功之和，即有用功只占总功的一部分，显然有用功所占的比例越大，机械对总功的利用率就越高，这个机械的性能就越好。
那么，又怎样理解有用功和额外功呢？有用功是工作时，人们需要的有用的功，是符合人们做功的目的功；额外功是工作时，人们不需要又不得不做的功。
如用桶从井里提水，人对水做的功是有用功，人对桶做的功是额外功；若把掉到井里的桶提起来，人对桶做的功是有用功，人对桶中残留的水做的功是额外功。
有人认为机械效率越高，机械做功就越多，这是错误的，因为在有用功一定时，做的总功越多，W 有/W 总的值就越小，机械效率就越低；再则，机械效率越高，有用功也不一定多。
因为只要总功少，有用功就可能很少了。
可见，要提高机械效率应在总功一定时，增加有用功；只有当机械的额外功一定，增加有用功可以提高其机械效率；但当机械所做的有用功一定时，减少额外功也可提高机械效率。
如用一只桶提水上同一层楼，提一桶水比提半桶水的效率高。
因为对桶做的额外功一样时，有用功越多，机械效率越高（η= 总有W W = 额有有W W W =有额W W /11+，因W 有变大，1+W 额/W 有变小，η变大）。
如果用相同容积而质量不同的铁桶和塑料桶提满水上相同高度的楼，虽然有用功一样，但对塑料桶的额外功少，所以效率高（η= 总有W W = 额有有W W W += 有额W W /11+，因W 额变小，1+W 额/W 有变小，η变大）。
功 机械效率 功率
12、小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一 、小明利用如图所示的滑轮组将重为 的物体从一 楼匀速提升至六楼，所用的拉力为360N，绳子自由端 楼匀速提升至六楼，所用的拉力为 ， 移动的速度为0.3m/s（已知每层楼高 ）。求（1） ）。求 ） 移动的速度为 （已知每层楼高3m）。 小明所用的时间（ ）拉力的功率（ ） 小明所用的时间（2）拉力的功率（3）所做的额外功 解:(1)s=3h=3×5×3m=45m × × ∵v=s/t ∴t=s/v=45m/0.3m/s=150s (2)w总=Fs=360N×45m=16200J × P=w总/t=16200J/150s=108W (3) w有用=Gh=900N×15m=13500J × w额= w总- w有用=16200J-13500J=2700J 答：小明所用的时间是150s，拉力的功率 小明所用的时间是 ， 是108w，所做的额外功是 ，所做的额外功是2700J。 。
斜面倾斜程度一定， 斜面倾斜程度一定，
斜面粗糙程度一定， 斜面粗糙程度一定，
斜面粗糙程度一定， 斜面粗糙程度一定，斜面倾斜程度越小越省力 机械效率越高 斜面倾斜 斜面粗糙 （5） 若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持 ） 若想探究斜面的机械效率与物重的关系， 和 程度 程度 不 变，只改变 物重 ,这种研究问题的方法我们称之为 控制变量 法。 这种研究问题的方法我们称之为
（1）η=w有用/ w总=Gh/Fs ） =10N×0.2m/6.25N×0.7m × × =45.7%
(2) ②w额=w总-w有用 =3J-1J=2J ∵w额=fs ∴f=w额/s=2J/1m=2N
芳芳的实验记录
滑轮组机械效率与匀速提升的速度大小无关 兰兰的实验记录
同一滑轮组匀速提升速度一定， 同一滑轮组匀速提升速度一定，被提升物重 越大， 越大，机械效率越大 （3）同一滑轮组提升物重越大，机械效率越高。 ）同一滑轮组提升物重越大，机械效率越高。
机械效率和功率
重点难点分析（一）正确理解功率的概念1.功率是表示物体做功快慢的物理量。
功率和功是两个不同的概念，做功多，不一定做功快；反之，做功快，不一定做功多。
功率大，表示单位时间内做功多。
2.功率由物体所做的功和完成这个功所用的时间两个因素决定。
从公式可知，相同的时间内做功多的，功率大；做相同的功，所用时间少的，功率大。
3.因为W = FS，所以。
物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。
在功率P一定时，力F与速度v成反比。
当汽车上坡时，司机采取换档的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。
（二）正确理解机械效率的概念1.机械效率是反映机械性能的物理量。
使用机械做功时，需要弄清哪部分功是需要而又必须做的功，哪部分功是不需要而又不得不做的功。
我们把人们需要的，无论采取哪种方法都必须做的功叫有用功；虽不需要但又不得不做的功叫额外功。
利用机械做功时，不可避免地存在摩擦，机械自重等方面的原因，因此额外功是不可避免的。
在使用不同的机械做相同的有用功时，我们希望额外功越少越好，有用功与总功越接近越好，为了反映不同机械的这种差别，通常用有用功占总功的百分比表示。
当这个百分比越大，这个机械的性能越好。
在物理学中，用机械效率来表示。
2.有用功跟总功的比值叫机械效率。
则。
在理解上还需要注意：(1)任何机械的机械效率总小于1。
因为有用功总是小于总功。
(2)机械效率没有单位，一般用百分比来表示。
(3)机械效率由有用功和总功两个因素决定。
当总功一定时，机械所做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高。
当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高。
当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。
所以，在分析机械效率的高低时，不能只看一个因素，要全面进行分析。
(4)提高机械效率的办法：通常是减少额外功；在无法减小额外功的情况下，采用增大有用功来提高机械效率。
功率与机械效率计算
功率与机械效率计算在我们的日常生活和工作中，机械的使用无处不在，从简单的自行车到复杂的工业机器，都涉及到功率和机械效率的概念。
理解功率和机械效率的计算，对于我们正确选择和使用机械设备，提高工作效率，节约能源等方面都具有重要意义。
首先，让我们来明确一下什么是功率。
功率是表示物体做功快慢的物理量。
简单来说，如果一个物体在单位时间内做的功越多，那么它的功率就越大。
功率的计算公式是：功率（P）＝功（W）÷时间（t）。
功的单位是焦耳（J），时间的单位是秒（s），所以功率的单位是瓦特（W），1 瓦特等于 1 焦耳每秒。
举个例子，一个工人用 5 秒的时间把一个重 100 牛的物体抬高了 2 米，那么他做的功就是重力势能的增加量，即 W ＝ F×s ＝ 100×2 ＝200 焦耳。
那么他做功的功率就是 P ＝ W÷t ＝ 200÷5 ＝ 40 瓦特。
接下来，我们再看看机械效率。
机械效率是指有用功跟总功的比值。
什么是有用功和总功呢？有用功是指对我们有用的、必须要做的功。
比如，我们用滑轮组吊起一个重物，重物被提升的高度所对应的功就是有用功。
而总功则是我们为了达到目的而实际做的功，它包括了有用功和额外功。
额外功是指为了完成有用功而不得不额外做的功，比如克服摩擦力、机械自身重力等所做的功。
机械效率的计算公式是：机械效率（η）＝有用功（W 有）÷总功（W 总）× 100%。
因为有用功总是小于等于总功，所以机械效率的值总是小于等于 100%。
比如说，我们用一个滑轮组吊起一个 100 牛的重物，重物被提升了2 米，绳子自由端移动的距离是 6 米，拉力是 50 牛。
那么有用功就是W 有＝ G×h ＝ 100×2 ＝ 200 焦耳，总功是 W 总＝ F×s ＝ 50×6 ＝ 300 焦耳，机械效率就是η ＝200÷300×100% ≈ 667%。
功率和机械效率
功率和机械效率能量是自然界中最基本的物理量之一，而功率和机械效率则是描述能量转换和利用的重要指标。
在物理学中，功率是指单位时间内所做的功或者能量的变化速率，通常用符号P表示，单位是瓦特（W）。
机械效率是指机械设备将输入的功率有效地转换为有用的输出功率的比例，通常用百分数表示。
一、功率的概念和计算方法功率是描述能量转换速度的物理量，它与时间密切相关。
在物理学中，功率可以用以下公式计算：P = W / t其中，P表示功率，W表示做功或者能量的变化，t表示时间。
根据这个公式，我们可以得知，功率的单位是瓦特，它等于焦耳/秒。
举例来说，如果一个人在2分钟内做了60焦耳的功，那么他的功率可以用以下公式进行计算：P = 60焦耳 / 2分钟 = 1焦耳/秒 = 1瓦特二、机械效率的概念和计算方法机械效率是衡量机械设备的能量转换效率的指标，它描述了输入能量和输出能量之间的关系。
机械效率通常用百分数表示。
机械效率的计算方法是：η = (Pout / Pin) × 100%其中，η表示机械效率，Pout表示输出功率，Pin表示输入功率。
举例来说，如果一个机械设备的输入功率为100瓦特，输出功率为80瓦特，那么它的机械效率可以用以下公式进行计算：η = (80瓦特 / 100瓦特) × 100% = 80%三、功率和机械效率的关系功率和机械效率是密切相关的，机械效率的大小取决于能量转换的损失情况。
一般来说，功率越大，机械效率越高。
因为功率大小反映了单位时间内能量的转化速度，而机械效率描述的是能量转换的效率，即有多少能量被转化为有用的输出能量。
当功率较低时，能量转换过程中往往会存在较大的损失，机械效率相对较低。
而当功率较高时，能量转换过程中的损失相对较小，机械效率相对较高。
这是因为在功率较高的情况下，能量的转化更加迅速和高效。
例如，一家工厂的机械设备1的输出功率为100瓦特，而设备2的输出功率为200瓦特，那么设备2的机械效率可能会更高，因为功率更大，能量转换的速度更快，效率更高。
九年级物理功,功率,机械效率知识点
02
功率
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
定义与计算
功率定义
功率是描述物体在单位时间内所 做的功，用符号P表示，单位为瓦 特（W）。
功率计算
功率等于功与时间的比值，即 P=W/t。其中，W表示物体所做 的功，t表示做功的时间。
单位与换算
功率单位
功率的国际单位是瓦特（W），常用 的单位还有千瓦（kW）、毫瓦（ mW）等。
感谢观看
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
04
功、功率、机械效率关系探讨
功与功率的关系
功是能量转化的量度 ，表示力在空间上的 积累效果。
功率越大，单位时间 内做的功越多，表示 力在时间上的作用效 果越明显。
功率是单位时间内完 成的功的量度，表示 力在时间上的积累效 果。
相关拓展知识介绍
机械效率的计算公式和单位
机械效率的计算公式为：η = W有用/W总 × 100%，其中W 有用为机械对物体所做的有用功，W总为机械对物体所做的 总功。机械效率的单位是百分比（%），在国际单位制中没 有特定的单位。
实际应用案例分享
实际应用案例一：汽车发动机的功率 和机械效率
VS
在汽车发动机中，功率和机械效率是 非常重要的参数。功率表示发动机在 单位时间内能够输出的能量，机械效 率表示发动机将燃料燃烧产生的热能 转化为机械能的效率。在实际应用中 ，需要根据具体情况选择合适的发动 机型号和调整发动机参数以提高功率 和机械效率。
机械效率
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
定义与计算
机械效率的定义：机械效率是指 使用机械做功时所做的有用功与
功功率及机械效率
生产效率
高效的机械设备能够提高生产效 率，缩短生产周期，从而降低生 产成本，增强企业的竞争力。
技术进步
提高功功率和机械效率是推动技 术进步的重要动力，能够促进机 械制造业的发展和产业升级。
对未来研究的展望
新材料与新工艺
探索和应用新材料、新工艺是提高机械设备功功率和机械 效率的重要途径，未来研究可以进一步发掘这些材料和工 艺的潜力。
选择高质量的配件和材料，可以减少 机械的故障率和提高工作效率。
机械效率的优化建议
推广节能技术 采用先进的节能技术和设备，降 低能源消耗和提高能源利用效率。
建立完善的机械管理制度 制定科学的管理制度和工作规程， 规范机械的使用和维护，确保机 械的正常运转和延长使用寿命。
加强技术研发 加大技术研发力度，不断推出更 高效、更节能、更环保的机械产 品。
机械效率
机械效率是指发动机将燃料中的热能转换为机械能的效率。机械效率越 高，发动机的性能越好，燃油经济性也越高。
03
影响因素
汽车发动机的功功率和机械效率受到多种因素的影响，如发动机排量、
气缸数、压缩比、燃油品质等。
风力发电机的功功率与机械效率
功功率
风力发电机的功功率是指发电机 在单位时间内所产生的电能，通 常以兆瓦（MW）为单位。风力 发电机的功功率取决于风速和风
械的工作能力和生产效率。
机械效率
机械效率是指机械将输入能量转换 为输出能量的效率。机械效率越高， 能量损失越少，机械性能也越好。
影响因素
工业机械的功功率和机械效率受到 多种因素的影响，如机械设计、制 造精度、润滑状况、使用环境等。
05
结论
功功率与机械效率的重要性
能源利用
功功率和机械效率是评估机械设 备能源利用的关键指标，提高设 备的功功率和机械效率有助于减 少能源浪费，降低运行成本。
功 功率 机械效率
5.如何提高机械效率：
η = W有/W总 = W有/(W有＋W额)
第一是减小额外功
如保持良好的润滑，减小滑轮的轮与轴之间的摩擦， 减小动滑轮重等方法都能减小额外功，提高机械效率。 第二是增加有用功。 当额外功不变时，有用功越大机械效率越高。 以滑轮组提升重物为例，当动滑轮重和摩擦不变时，提起货 物越重，效率越高； 以提水为例，当水桶重不变时，桶中的水越重，效率越高。
15. 一个工人用图所示的滑组将800N的重物以
0.5m/s的速度匀速提高了2m，人对绳的拉力为 250N，求：
（1）有用功是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力的功率是多大？
F
16.工人用类似图所示的滑轮组提起 重为2000 N的物体. (1)若不计摩擦和动滑轮重，工人提 起这个重物至少需用多大的力? (2)若工人匀速提起这个物体时所用 的拉力是800 N，滑轮组的机械效率 是多大? (3)若工人用800 N的拉力在1分钟内 将这个物体提高3 m，他做功的功率 是多少？
B
A、拉力F的大小为20N B、拉力F的大小为5N C、拉力的功率P的大小为10W D、拉力的功率P的大小为5W
F m
9.正常人的心脏推动血液流动的功率约1.5 W，那 129600 么在一天时间内心脏做功________J，这些功可 216 把一个质量为60 kg的人匀速举高___m. (g=10 N/kg) 10.某人用20 N的推力把一个重400 N的箱子水平 200 移动了10 m，则此人对箱子做的功_____J；若 此人又将此箱子匀速提到高1 m的货架上，此人 又对箱子做功为________J. 400
100000J 60 %
14.如图所示，某矿厂工人用200 N的水平拉力， 抓紧绳子的一端，沿水平方向向右运动，在10 s内 将矿井里质量为32 kg的物体提升4 m，若不计一 切摩擦.求：
功、功率和机械效率的计算
功、功率和机械效率的计算一、功的计算1.功的定义：功是力对物体作用产生的效果，是标量，用符号W表示，单位是焦耳（J）。
2.功的计算公式：W = F × s × cosθ，其中F是力，s是力的作用点的位移，θ是力和位移之间的夹角。
3.静摩擦力和滑动摩擦力的功：静摩擦力的功W = Ff × s，其中Ff是静摩擦力，s是物体的位移；滑动摩擦力的功W = Ff × s × cos180° = -Ff × s，其中负号表示滑动摩擦力的功是负值。
4.重力做功与重力势能的关系：物体在重力场中从一个位置移动到另一个位置，重力做的功等于物体势能的减少量。
二、功率的计算1.功率的定义：功率是单位时间内完成的功，是标量，用符号P表示，单位是瓦特（W）。
2.瞬时功率的计算公式：P = F × v × cosθ，其中F是力，v是物体的速度，θ是力和速度之间的夹角。
3.平均功率的计算公式：P = W / t，其中W是物体在一段时间内完成的功，t是时间。
4.瞬时功率与平均功率的关系：对于匀速直线运动的物体，瞬时功率等于平均功率。
三、机械效率的计算1.机械效率的定义：机械效率是有用功与总功的比值，用符号η表示，没有单位。
2.机械效率的计算公式：η = W_有用 / W_总，其中W_有用是物体完成的有用功，W_总是物体总共完成的功。
3.机械效率与功率的关系：机械效率与功率没有直接关系，但功率越大，机械效率可能越高。
4.提高机械效率的方法：减小摩擦、减小额外功、选择合适的机械结构等。
四、注意事项1.在计算功时，要注意力的方向与位移的方向是否一致，不一致时要乘以cosθ。
2.在计算功率时，要注意时间和速度的对应关系，瞬时功率对应某一时刻的速度，平均功率对应一段时间内的速度。
3.在计算机械效率时，要注意区分有用功和总功，有用功是完成任务所需的功，总功是有用功加上额外功。
功、功率、简单机械和机械效率
题：如图8所示，甲、乙两工人分别用定滑轮和动滑轮将同样重的一袋沙子
提到相同的高处，滑轮的重力小于沙袋的重力，不计绳子的重力和轮与轴 间的摩擦阻力，下面关于甲、乙用力的大小，做功的多少及滑轮效率的说 法正确的是（） A. 甲用的力比较大，甲做的功多，甲所用滑轮的机械效率高 B. 甲用的力比较小，甲做的功少，甲所用滑轮的机械效率低 C. 乙用的力比较小，乙做的功多，乙所用滑轮的机械效率低 D. 乙用的力比较小，乙做的功多，乙所用滑轮的机械效率高
机械间的摩擦越小，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。
同一滑轮组在不同情况下机械效率不一定相同 提高滑轮组的机械效率的方法： ①增大物体重力 ②减小动滑轮的重力 ③减小滑轮和轴间的摩擦
滑轮组的机械效率
由此可见，在不考虑绳重及摩擦时，一个滑轮组的机械效率的大 小仅与滑轮的重量及物体的重量有关，而与提升的高度和滑轮缠 绕方式无关。 在用同一个滑轮组时，被提升的重物越重，机械效率越高， 在提升相同的重物时，动滑轮重量越小，机械效率越高。
C．200 N D．100 N
简单机械----滑轮组
题：如下图所示的滑轮组提升物体，已知物体重200 N， 物体匀速上升1 m，不计滑轮组重及摩擦，则( A．拉力为80 N )
B．拉力为40 N
C．绳的自由端拉出4 m D．绳子自由端拉出1 m
题：站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶，请在图中画出滑轮 组绳子的绕法．
机械效率
因为在使用机械时，有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
总功一定，有用功越多，或额外功越少，机械效率越高
有用功一定，总功越少，或额外功越少，机械效率就越高
额外功一定，总功越多，或有用功越多，机械效率越高
滑轮的机械效率
功率和机械效率
W N= t
功率的单位是J/s(焦耳/秒)，又称W(瓦特)，功率的常用单位是kW（千瓦）， 1kW＝1000W。 作功的快慢并非均匀的，在t时间内力所作的功为W，则两者的比值 W / t ，称为平均功率。当t→0时，平均功率的极限为t时刻的瞬时功率N，即
dW M d = N= = Mw dt dt
（15-7）
式（15－7）给出了功率、转速和转矩之间的关系。 若将ω＝nπ/30 代入式（15－7）
Mnπ N= 30
30 N N M = = 9550 ( N m) nπ n
式中N的单位为kW，n的单位。
（15-8）
三、机械效率 机器的功率一部分是用于克服无用阻力，例如摩擦力和空气阻力等。克服无用 阻力而消耗的功率，称为无用功率用N2表示。而克服生产阻力和有用阻力而消耗的 功率，称为有用功率用N1表示，有用功率又称为输出功率。。因此机器的总功率 （又称输入功率）等于有用功率与无用功率之和。总功率用N0表示，即
N 0 = N1 + N用功率（或输出功率）与总功率（或输入功率）之比称为机器机械效 率，用η来表示，即
N1 η= × 100% N0
W dW N = lim = t → 0 t dt
（15-6）
当刚体作直线平动时，元功dW＝P.da.cosθ,若力P与ds方向一致时dW＝P.ds， 若P为常数，功率为
dW Pds N= = = Pυ dt dt
式中，υ是平动刚体运动的速度。对行驶的汽车而言，汽车的最大功率是一 定的。当汽车速度较快时，牵引力较小。而速度较慢时牵引力较大。汽车上坡时， 为获得较大的牵引力，一般都行驶得很慢。 二、功率、转矩和转速的关系 像电机一类的定轴转动刚体，其功率为
机械、机械效率、功率
（一）、功： 1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是 ；二是物 体 。 2、不做功的三种情况：有力无距离、力和距离垂直（劳而无功）、有距 离无力（无劳而功）。 3、功的计算：功等于力跟物体在 通过的距离的乘积。 公式：W=FS，单位是 。 （二）、功的原理： 1、内容：使用机械时人们所做的功，都不会少于 所做的功； 即：使用任何机械都不—— 。 功的原理告诉我们：使用机械要省力必 ，要省距离必 ，既省—— 又省——————— 的机械是没有的。 若是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）：使用机械时，人们所 做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh）
2
（三）轮轴 1、定义：由一个大轮和一个轴组成，能够绕共同的轴线旋转的 简单机械。 2、实质：是一个能够 连续转动 的杠杆。 3、特点：轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是作用在 轴上力的 。公式 F.R=G.r 。应用：辘轱、汽车方向盘、 卷扬机的摇臂、门把手等。 （四）斜面 省力 1、斜面是————机械，斜面越长越省力。 2、不计斜面的摩擦，有公式_____ _FS=GH
省力 杠杆
费力 杠杆 等臂 杠杆
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角 锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
缝纫机踏板、起重臂 人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆 天平，定滑轮
L1 ﹦ L2
F1﹦F2
（四）滑轮： 定滑轮： ①定义：中间的轴固定不动的滑轮。 ②实质：定滑轮的实质是：———— 。 ③特点：不能 但能——--——
C、100J D、200
例6、如图所示，斜面高为1 m，长为3m， 工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的 箱子推到车上。在这过程中工人做的有用功 840 是_____________J，机械效率_________。 70 ﹪ 120 物体与斜面的摩擦力是————————
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功率和机械效率一、选择题1、一个人用动滑轮提升一个重物，若用的力是100牛，重物在0.5秒内匀速上升0.6米，不计滑轮重，则人对动滑轮做功的功率是（）A.300瓦B.240瓦C.120瓦D.100瓦2、使用杠杆、定滑轮、动滑轮、轮轴等简单机械，将同一重物匀速提升h。
若机械的摩擦和自重均不计，下列讲法中正确的是（）A.因为使用定滑轮不能省力，因此使用定滑轮比使用杠杆做功多B.因为使用动滑轮要费距离，因此使用动滑轮比使用定滑轮做功多C.因为使用动滑轮要费距离，因此使用动滑轮比使用杠杆做功多D.使用它们做的功一样多3、跟用手直截了当做功相比，使用滑轮组做功能够（）A.省力和改变力的方向B.省力和省功C.省力和提升机械效率D.省力和省距离4. 一滑轮组，不计绳子与滑轮间及所有滑轮的轮轴之间的摩擦，用它提升一重为G的物资时其机械效率为80％.若用此滑轮组来提升一重为2G 的物资时，其机械效率( )A.大于80％B.等于80％C.小于80％D.无法确定5. 1970年4月24日我国第一颗人造地球卫星上天，它绕地球以椭圆轨道运行，近地点离地面高度为439km,远地点离地面高度为2384km，它从近地点向远地点运动时，下列讲法正确的是（）A. 势能减小，动能增大B. 势能增大，动能减小C. 势能不变，动能不变D. 条件不足，无法判定6. 关于机械效率，下列讲法正确的是（ ）A. 有用功越大，机械的机械效率就越高B. 额外功越大，机械的机械效率就越低C. 总功越大，机械的机械效率就越低D. 有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高7. 采取下列措施，能够提升机械效率的是（ ）A. 有用功一定，增大总功B. 总功一定，增大额外功C. 有用功一定，减小额外功D. 额外功一定，减小总功8、如图所示的两个滑轮组，每个轮的质量都相等。
用它们提升等重的物体时，作用在两个滑轮组上的动力分别为F1和F2，两个滑轮组的机械效率分别为η1和η2。
若不计摩擦，则下列判定中正确的是（ ）A.一定是F1>F2B.一定是F1<F2C.一定是η1>η2D.一定是η1<η29、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的a 、b 两个滑轮组，用其提起相同的重物G 。
如不计滑轮与轴的摩擦，则（ ）A. a 滑轮组较省力，机械效率也较高B. b 滑轮组较省力，机械效率也较高C. 两滑轮组的省力程度不同，但机械效率相同D. 两滑轮组的省力程度不同，机械效率也不同10. 甲、乙两台机器，甲做的功是乙做的功的2倍，而乙所用的时刻是甲所用的时刻的2倍，则甲、乙两台机器的功率关系是 （ ）A ．P 甲:P 乙=4:1 B ．P 甲:P 乙=1:4； C ．P 甲:P 乙=2:1； D ．P 甲:P 乙=1:1二、填空题 1、如图所示，物体A 的质量为5千克。
在拉力F 的作用下，物体A 以0.3米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，弹簧秤的示数为10牛。
不计摩擦，则（1）拉力F 为__________牛；（2）在10秒钟内拉力做功__________焦；（3）拉力的功率是__________瓦。
2、以恒力F 推物体，使它在粗糙水平面上移动一段距离，力F 所做的功为W1，平均功率为P1；以相同的恒力推该物体，使它在光滑水平面上移动相同的距离，现在力F 所做的功为W2，平均功率为P2。
比较它们的大小，应有W1______W2，P1_____P2（填“>”、“=”或“<”）。
3. 如右图所示，用一弹簧秤将某一小车沿高1米，长4米的斜面匀速向上拉动时，弹簧秤读数为20牛顿；将小车沿斜面匀速向下滑动时，弹簧秤的读数为4牛顿，则斜面与小车的摩擦力为 牛顿，小车的重力为 牛顿。
4、汽车的功率是36千瓦，当它行驶的速度是20米/秒时，汽车的牵引力是__________牛；当汽车的牵引力是1200牛时，则10分钟内汽车行驶的路程是__________千米。
5、一辆重5×104牛的汽车，以10米/秒的速度在一条平直公路上匀速行驶2000米。
已知在这段路程中汽车发动机的功率是3×104瓦，则汽车在这段路上所做的功为__________；汽车受到的阻力大小为__________。
6、在“测定滑轮组的机械效率”实验中。
（1）需要的器材，除滑轮、铁架台、细绳、钩码和弹簧秤外还应有__________。
（2）在提升钩码时，应使弹簧秤拉着绳的自由端在竖直方向上作__________运动。
（3）若用同一滑轮组提升钩码，当钩码增加时，滑轮组的机械效率将__________。
（4）若组成滑轮组的每个滑轮都相同，提升相同的钩码，滑轮组的动滑轮个数增加，机械效率将____________________。
（本题第3、4小题填“变大”、“变小”或“不变”。
）7、吊车的质量为20千克，人的质量为60千克。
如图（a）所示，人站在地上，通过滑轮组用吊车匀速提起质量为60千克的重物，滑轮组的效率为80%，则人拉绳的力为______牛。
如图（b）所示，人站在空吊车内，要通过滑轮组匀速拉起吊车，滑轮组的效率仍为80%，则人拉绳的力为_____牛，现在人对吊车的压力为____牛。
8. 如图所示：用滑轮组拉着一只木块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动，现在弹簧测力计的读数为4N。
若每只滑轮重1N，绳与滑轮间的摩擦不计，则该滑轮组的机械效率为＿＿＿，在2s内拉力F做的功为＿＿＿＿J。
9. 重100N的物体在水平力F的作用下，5s内沿水平面匀速前进4m，已知物体与水平面之间的滑动摩擦力为20N，则此过程中力F对物体所做的功为______，功率为______。
10. 撬棒在撬道钉时，动力臂是阻力臂的20倍，当撬道钉用力______ N恰能将道钉撬起，现在道钉受到的阻力为300N。
（不计道钉自身的重力）11. 用一段细线将粗细平均的直铁丝吊起后，直铁丝在水平位置处于平稳状态；若将右端折叠一段。
（1）可能显现的现象是。
（2）你猜想此现象的依据是。
12. 滑轮组将重500N的物体，举高80cm的过程中，机械效率为80％，则此过程中有用功为J，额外功为J。
若不计滑轮摩擦及拉线质量的阻碍，则可知动滑轮重N，当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为。
13 .如图用三种方法把砂子运上三楼，按照图中数据算出三种方法所做的有用功的大小均为___J，其中一种方法做的总功最少，等于____J。
三. 实验与设计题1. 小华同学在测出滑轮组的机械效率后，想进一步探究阻碍滑轮组机械效率的因素有哪些，为此，做了如下猜想：可能与动滑轮的重力有关；（2）可能与绳子的重力有关(3) 可能与滑轮组的摩擦力有关；（4）可能与被提升的物体的重力有关请你帮他设计一个实验，探究滑轮组的机械效率是否与被提升的物体的重力有关，要求：写出实验需要的器材，写出实验方法。
2. 一根长1 m左右、粗细平均的细木棒，一个已知质量为m的钩码，一把刻度尺，还有一些细绳和一只铅笔。
只用这些器材如何测出这根细棒的质量？写出实验步骤及导出运算这根细棒的质量的表达式。
3. 在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，测得数据如下表：（1）所用滑轮组中动滑轮、定滑轮的最少个数分别为：动滑轮个；定滑轮为个。
（2）第二次实验得出的机械效率的大小为η2= 。
（g =10N/kg）四、运算题1、用滑轮组匀速提升重2000牛的物体，作用在绳子自由端的拉力大小为6 25牛，拉力做功为12500焦，滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦和绳重。
求：（1）求重物上升的高度；（2） 如果使用那个滑轮组匀速提升重3500牛的物体，求作用在绳子自由端的拉力。
2、如图所示，用一滑轮组拉着重8×104牛的汽车沿水平方向匀速移动，汽车所受的阻力为车重的0.03倍，此滑轮组的机械效率为80%。
（1）求拉力F 为多少牛？ （2）若汽车移动的速度为0.2米/秒，1分钟内拉力F 所做的功（滑轮和绳的自重不计，且绳足够长）。
3. 如图，某矿产工人用200N 的水平拉力，抓紧绳子的一端，沿水平地面向右运动，在10S 内将矿井里质量为32kg 的物体提升4m ，若不计一切摩擦(g=10N/kg)求：（1）矿工在10s 所做的功和他发出的功率。
动滑轮的重量。
（3）滑轮组的机械效率。
4. 有一台水泵，它每秒可把质量m=80千克的水抽到h=10米高处，这台水泵由一电动机来带动，设水泵的效率η1=80％，电动机的效率η2=85％，求电动机的输入功率。
5. 如图所示，在滑轮组的作用下，物体A 沿水平地面以0.2米/秒的速度前进了2米，已知物体A 重为300牛，拉力F 的功率为12瓦，不计绳和滑轮重，求拉力F 的大小。
6. 在测定滑轮组机械效率的实验中，装置如图所示，每只滑轮重0.6牛顿，每只钩码重2牛顿，弹簧秤的量程为2.5牛顿，在实验中，匀速拉绳子时，弹簧秤实际示数为2.5牛顿，若钩码升高10厘米，那么总功等于多大？有用功多大？滑轮组的机械效率多大？。