功率机械效率
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
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。
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。
机械效率全部公式
机械效率全部公式
机械效率是指机械设备或机械系统在工作过程中所产生的功率与机械设备或系统所消耗的总功率之比。
机械效率的计算涉及到多个方面，下面是一些常用的机械效率公式。
1.机械效率：
机械效率=有效输出功率/输入总功率
2.有效输出功率：
有效输出功率=输出功率-输槽损耗
3.输槽损耗：
输槽损耗=输槽输入功率-输槽输出功率
4.输槽输入功率：
输槽输入功率=驱动装置输出功率
5.输槽输出功率：
输槽输出功率=传动装置输出功率
6.传动装置输出功率：
传动装置输出功率=动力机构输出功率-传动装置损失功率
7.传动装置损失功率：
传动装置损失功率=减速机损失功率+联轴器损失功率+传动链损失功率
8.减速机损失功率：
减速机损失功率=减速机输入功率-减速机输出功率
9.减速机输入功率：
减速机输入功率=减速机输出功率+减速机损失功率
10.传动链损失功率：
传动链损失功率=链条传递功率-链条输出功率
11.链条传递功率：
链条传递功率=链条输入功率-链条损失功率
12.链条输入功率：
链条输入功率=链条输出功率+链条损失功率
13.机械效率（考虑传输机械的功率损耗）：
机械效率=传动装置输出功率/驱动装置输出功率
14.驱动装置输出功率：
驱动装置输出功率=输入功率-内螺母力矩功率损失（如螺杆、丝杠装置）
这些公式涵盖了机械效率计算中常见的各个方面。
需要根据具体的机械设备和系统的结构、动力传递方式以及功率损耗情况，选择适合的公式进行计算。
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。
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。
求机械效率的公式8种
机械效率是评估机械系统能有效利用能源的能力的量化指标。
它是指机械系统输出功率与输入功率之比，也可以定义为机械系统的输出功率与理论最大输出功率之比。
机械效率的计算可以基于不同的参数，下面是8种计算机械效率的公式及其参考内容：1.利用电力作为输入能源的机械效率机械效率 = 输出功率 / 输入功率参考内容：使用P = IV公式计算电力输入功率和输出功率，其中P为功率，I为电流，V为电压。
2.利用燃油作为输入能源的内燃机机械效率机械效率 = 输出功率 / 输入功率参考内容：根据内燃机的使用条件、设计参数和工况数据计算机械效率。
可以通过监测燃油消耗量和输出功率来计算机械效率。
3.利用蒸汽作为输入能源的蒸汽涡轮机机械效率机械效率 = 输出功率 / 输入功率参考内容：通过监测蒸汽流量和压力以及轴功率来计算机械效率。
4.利用压缩空气作为输入能源的空气压缩机机械效率机械效率 = 输出功率 / 输入功率参考内容：通过监测压缩空气的流量、压力和轴功率来计算机械效率。
5.利用水力作为输入能源的水轮机机械效率机械效率 = 输出功率 / 输入功率参考内容：通过监测水流量、水头以及轴功率来计算机械效率。
6.利用电力作为输入能源的电动机机械效率机械效率 = 输出功率 / 输入功率参考内容：通过监测电动机的负载、输入功率和输出功率来计算机械效率。
7.利用热能作为输入能源的热机机械效率机械效率 = 输出功率 / 输入功率参考内容：根据热机的工作条件、热能输入和输出功率来计算机械效率。
常用的热机效率公式有卡诺循环效率。
8.利用风能作为输入能源的风力发电机机械效率机械效率 = 输出功率 / 输入功率参考内容：通过监测风力发电的风速、转速以及发电功率来计算机械效率。
综上所述，机械效率的计算方法根据不同的输入能源和机械系统的特点而异。
通过监测输入功率、输出功率以及相关参数，可以计算出机械效率，从而评估机械系统的能源利用效率。
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
求机械效率的公式8种
求机械效率的公式8种机械效率是指机械设备或系统输出功率与输入功率的比值，用来衡量机械能的利用程度。
机械效率高表示机械设备或系统能够更有效地将输入的能量转化为输出的能量，降低能量损失。
下面是8种计算机械效率的公式及相关参考内容：1. 机械效率 = 输出功率 / 输入功率这是机械效率的基本公式，通过比较输出功率和输入功率的大小来评估机械设备的效率。
2. 机械效率 = 输出扭矩 ×输出转速 / 输入扭矩 ×输入转速这个公式适用于涉及转矩和转速的情况，通过比较输出扭矩、输出转速和输入扭矩、输入转速的乘积来计算机械效率。
3. 机械效率 = 有用输出功率 / 输入功率有用输出功率指的是机械设备或系统输出的对外部环境有所用的功率，例如汽车的驱动力。
这个公式通过比较有用输出功率和输入功率来计算机械效率。
4. 机械效率 = 有用输出扭矩 ×输出转速 / 输入扭矩 ×输入转速类似于公式2，这个公式适用于涉及转矩和转速的情况，通过比较有用输出扭矩、输出转速和输入扭矩、输入转速的乘积来计算机械效率。
5. 机械效率 = (1 - 损失功率 / 输入功率) × 100%损失功率指的是机械设备或系统在能量转换过程中损失的功率，这个公式通过计算损失功率占输入功率的比例来计算机械效率。
6. 机械效率 = (1 - 损失扭矩 ×输出转速 / 输入扭矩 ×输入转速) × 100%类似于公式4，这个公式适用于涉及转矩和转速的情况，通过计算损失扭矩乘以输出转速和输入扭矩乘以输入转速的比例来计算机械效率。
7. 机械效率 = 有效功率 / 输入功率有效功率指的是机械设备或系统的输出功率中能够被使用的部分，这个公式通过比较有效功率和输入功率来计算机械效率。
8. 机械效率 = 有效扭矩 ×输出转速 / 输入扭矩 ×输入转速类似于公式2和4，这个公式适用于涉及转矩和转速的情况，通过比较有效扭矩、输出转速和输入扭矩、输入转速的乘积来计算机械效率。
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2011二模：(2011西城二模)12．如图6所示装置，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉住物体B，此时物体B保持静止。
小明用竖直向下大小为2N的力F1拉重为1N物体A时，物体B以0.06m/s的速度水平匀速向右运动；小明只用水平向拉物体B时，物体A以0.3m/s的速度匀速上升。
不计左的拉力F轮重、绳重和轴摩擦，则下列判断正确的是A．物体B受到的滑动摩擦力大小为6NB．水平向左拉物体B时，拉力F2功率为1.2WC．水平向左拉物体B时，拉力F2的大小为10ND．用力F1竖直向下拉物体A时，物体A重力的功率为0.02W（2011东城二模）11．如图6所示，A、B重G A:G B=1:3，用甲、乙两滑轮组分别匀速提升A、B两物体，在相同时间内两物体被提升高度分别为h A和h B，2h A=5h B。
已知两滑轮组动滑轮重分别为G甲和G乙，且G甲 ׃G乙=1׃3。
两滑轮组的机械效率分别为η1和η2，功率分别为P1和P2。
若不计绳重和滑轮轴处摩擦，则下列判断正确的是A．η 1 :η2 = 1 : 1 B．Ｆ１:Ｆ２= 3 : 8C．P1 :P 2 = 5 :3 D．ｖ A:ｖB =2 : 5（2011朝阳二模）35．学校抗震楼体加固进了一批水泥，现需要把水泥运到离地面2m 高的平台上，同学们根据物理课上学到的知识，分组设计了两种可行的简单机械的组合装置，如图22甲、乙所示（已知OA ＞OB ）。
对照两种装置，除了比较省力因素以外，在选用时还要考虑的因素及其原因是。
(2分)（2011昌平二模）23．小峰利用滑轮组将一个正方体金属块A(其密度为ρA )从一溶液池内匀速提出液面，当金属块A 浸没在液面下，上表面距液面的距离为h 时开始计时，如图9甲所示，计时后调整滑轮组绳端竖直向上拉力F 的大小使金属块A 始终以大小不变的速度v 匀速上升，提升过程中拉力F 与金属块A 向上运动时间关系如图9乙所示，已知金属块A 被提出液面后，滑轮组的机械效率为80%，h=1m,(假设溶液池足够大，金属块被提出液面前后液面高度不变，不计绳重及摩擦，g 取10N/kg 。
)此溶液池内溶液的密度为ρ液，则ρA -ρ液大小为kg/m 3.2012年：（2012石景山二模）11. 如图5所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。
某次操作中，工人用400N 的拉力F 在1min 内将总重为900N 的泥土匀速提升5m 。
在这段时间内A ．拉力F 做的有用功2000JB ．滑轮组的机械效率75%C ．动滑轮重700ND ．拉力F 做功的功率约33W（2012丰台二模）23. 为了将放置在水平地面上、重为90N 的重物提升到高处。
小明同学设计了图8（甲）所示的滑轮组装置。
当小明所用的拉力F 随时间变化的图像如图8（乙）所示，重物的速度υ和上升的高度h 随时间t 变化的图像分别如图8（丙）和（丁）所示。
不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。
则在2~3s 内，滑轮组的机械效率η = ________。
图5 F（2012海淀二模）12．如图4所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，滑轮组下端挂有物体B ，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A 相连。
此时物体A 在绳的水平拉力作用下向左做匀速直线运动，此时测力计的示数为450N ；在物体B 下加挂重为60N 的物体C 后，用水平向右的力F 拉动物体A 可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动，此时物体B 上升的速度大小为5cm/s 。
已知每个滑轮重均为50N ，若不计绳重及滑轮的摩擦，g 取10N/kg ，则下列说法中正确的是A ．物体A 所受滑动摩擦力大小为100NB ．水平向右的力F 的大小为400NC ．物体B 所受重力为400ND ．拉力F 做功的功率为63W（2012东城二模）11．如图5所示是提升路面砖的装置。
质量为70 kg 的工人与地面的接触面积为500 cm 2，吊箱重200N ，每块砖重100N ，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。
工人用拉力F 在4s 内匀速提升10块砖，升高2m ，此装置的机械效率为80%。
（取g =10N/kg ）则A ．工人做的额外功是2000JB ．拉力F 的功率是500WC ．工人对地面的压强是1500PaD ．此装置的机械效率最高可达85%(2012昌平二模)33．在探究滑轮组的机械效率实验中小文连成了如图15的滑轮组，并分别测出了实验数据。
（1）根据以上表格中数据，实验过程中，此滑轮组的机械效率为_____ __%。
（2）小文用此滑轮组匀速提起重为G的物体升高h，所用时间为t。
拉力的大小为F,则F的功率P=。
（用本小题中已知字母表示）（2012海淀一模）31．在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，一位同学设计了如图21所示的四个滑轮组，并将所测数据填入如下实验数据记录表。
答案：（1）被提升物体的重（或钩码总重）（2）3（2012丰台一模）4. 在下列四种情境中，人对物体做功的是A．提着水桶在水平地面上匀速前进B．扛着米袋慢慢爬上楼梯C．用力推汽车，汽车没动D．举着杠铃原地不动答案：B（2012东城一模）20．过去耕地主要依靠牛拉犁，现在已经实现了机械化种植。
若一头牛的功率为500W，一台拖拉机的功率为25kW，则拖拉机工作4h所做的功由这头牛来完成需要工作h。
答案：200（2012大兴一模）23.如图9所示，是利用器械提升重物的示意图。
当某人自由站在水平地面上时，他对地面的压强P0=2×104Pa；当滑轮下未挂重物时，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强P1=2.375×104Pa；当滑轮下加挂重物G后，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强P2=5.75×104Pa。
假设这个人用的力和绳端B用的力始终沿竖直方向。
（杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计）则当重物G被匀速提升过程中，滑轮组的机械效率为。
答案：90%（2012朝阳一模）5．在图4所示的四种情境中，人对物体做功的是答案：C（2012朝阳一模）31．用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。
阳阳和明明各选取一种方法做实验。
（不计绳重和摩擦）（1）阳阳采用了如图17甲所示的绕线方法组装滑轮组。
他通过滑轮组用2N 的拉力F 将物体M 匀速提升了0.1m 的距离，若物体M 重4.2N ，则有用功为J ，此滑轮组的机械效率为。
（2）明明采用了另一种绕线方法组装滑轮组，即图17乙中的绕线，则用此滑轮组也匀速提升物体M ，则拉力F '为N 。
（3分）答案：（1）0.6 70% （2）3（2012昌平一模）35. 实验台上有组装好的测滑轮组机械效率的实验装置，如图20所示，其中弹簧测力计的量程为0~5N ，动滑轮的质量为100g 。
另外还有质量均为200g 的钩码六个（图中未画出）。
要求利用上述组装的实验装置和钩码设计一个实验证明：用滑轮组提升重物时，如果滑轮组的装置和组装都不变，则所提重物的质量越大，滑轮组的机械效率越高。
请按要求完成下列各小题： （1）写出主要实验步骤。
（2）设计出实验数据记录表。
图4人用力推汽车 前进了一段距离 小明用力推货箱, 货箱纹丝不动小军通过滑轮组拉着重物静止不动A BC 小红手提水桶水平 匀速行走了一段距离D F '答案：（1）实验步骤：①在动滑轮挂钩上挂1个钩码，用弹簧测力计测出所挂钩码的重力，钩码的重力用G 表示，绳子自由端所受拉力用F 表示，绳子自由端移动的距离用s 表示，钩码上升的高度用h 表示。
将G 的数值记录在表格中，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，测出弹簧测力计测出F ，用刻度尺分别测出s 、h ，并把测量数据记录在表格中；（1分） ②仍然用原滑轮组，保持装置不变，依次改变动滑轮上挂钩码的个数，仿照步骤（1）再做4次实验，将各次的G 、s 数值记录在表格中，分别测量各次的F 、h ，并把各次的测量数据记录在表格中。
（2分） ③利用W 总＝F s ，计算出各次的总功，用W 有用＝G h =mgh ，计算出各次的有用功，用总有用W W =η，计算出各次的机械效率，并将各次的总功、有用功和机械效率记录在表格中。
（1分） （1分）2011年：1. (2011通州一模)8.下列情景中，人对物体没有做功的是（）A ．小峰背书包走上楼梯B ．小华用力搬石块石块没动C ．装卸工人沿斜面将物体推到车上D ．小丽把花盆从地面搬到窗台上 【答案】 B(2011西城一模)11、如图所示，A 是一个重为G 的活塞，B 是一个粗细均匀、竖直固定放置的圆筒.用竖直向下的力F 1推活塞A ，使其恰能以速度为1v 匀速向下运动（如图甲），活塞从金属筒上端移动到下端的过程中，所用的时间为1t ，F 1做的功为W 1，功率P 1；若对活塞A 施以竖直向上的力F 2，使其恰能以速度为2v 匀速向上运动（如图乙）活塞从金属筒下端移动到上端的过程中，所用的时间为2t ，F 2做的功为W 2，功率P 2.已知F 1=G ，P 1= P 2.则下列判断正确的是（）A.1221:v :v = B. 1321:t :t = C. 2121:F :F = D. 3121:W :W = 【答案】 D(2011西城一模)16、（多选）如图所示，用 24N 的水平拉力F 拉滑轮，可以使重 20N 的物体 A 以 0 . 2m/s 的速度在水平地面上匀速运动。
物体B 重 10N ，弹簧测力计的示数为 5N 且不变。
若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，下列说法中正确的是（） A ．地面受到的摩擦力为 7N B ．滑轮移动的速度为 0 . 4 m/ s C ．水平拉力F 的功率为 4 .8WD ．在2s 内绳子对物体A 所做的功为 4 . 8 J【答案】 A D（2011延庆一模）16.（多选）下面关于功、功率、机械效率说法正确的是( ) A ．功率大的机械做功一定快B ．功率大的机械做功一定多C ．机械做功少，功率一定小，机械效率一定低D ．有用功一定时，额外功少的机械，机械效率一定高 【答案】 A D(2011顺义二模)10．如图5所示，长为a =40cm ，高为h =20cm ，重为G =80N 的长方体放在水平桌面上，开始时长方体的右端与与桌面的边缘相齐．现从侧面中心加水平力推长方体，使之匀速运动，若长方体与桌面间的滑动摩擦力是物重的0．2倍，那么从开始至长方体下翻，水平力做功为（）A ．2.56JB ．2.88JC ．3.20JD ．6.40J 【答案】 C(2011顺义二模)37．李明用如图22所示的实验装置和质量分别为150g m =、2100g m =、3150g m =的小铁块3个（图中未画出）、细线3条．要求利用上述实验装置和小铁块等设计一个实验，探究“使用同一滑轮组提升物体时，滑轮组的机械效率与所提升的物体重力大小的关系”，请写出实验步骤、画出实验数据记录表．（弹簧测力计的量程为0~5N ）（7分）【答案】⑴将弹簧测力计调零，按示意图组装实验器材，用细线分别将三个铁块系好，并将细线的另一端系一个套．（1分） ⑵在滑轮组下挂质量为1m 的铁块，用弹簧测力计拉住绳端，竖直向上缓慢匀速拉动，使铁块1m 匀速上移一段距离，将绳端移动距离S 和铁块移动距离h ，所挂钩码的质量1m 和弹簧测力计的示数1F 分别记录在表格中．（1分） ⑶仿照步骤（2），在滑轮组下分别挂质量为2m 、3m 的铁块，进行实验并记录S 、h ，质量2m 、3m 及拉力2F 、3F 等实验数据；（1分）⑷在滑轮组下分别挂质量为413m m m =+、523m m m =+、6123m m m m =++的铁块，进行实验并记录S 、h ，质量456m m m 、、及拉力456F F F 、、等实验数据；（1分） （5）利用公式W mghW FSη==有用总，分别计算出六次滑轮组的机械效率123456ηηηηηη、、、、、，并将数据记录在表格中．（1分）实验数据记录表：（2分）(2011通州二模)10.如图5所示，用大小相等的拉力1F 、2F 、3F 使同一个物体分别沿着水平面、斜面和竖直方向移动相同的距离s ，拉力1F 、2F 、3F 所做的功分别是1W 、2W 、3W ．下列正确的是（）A ．123W W W ==B ．123W W W =<C ．123W W W <<D ．123W W W >>【答案】 A(2011通州二模)12.如图6所示，牵引车通过滑轮组匀带打捞起矿井中的物体A ，在被打捞的物体没有露出水面之前，牵引车控制绳子自由端，使物体A 以0.4m/s 的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为1F ，1F 的功率为1P ；当物体A 完全露在水面后，牵引车控制绳子自由端，使物体A 以0.3m/s 的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为2F ，2F 的功率为2P ，且12P P =．已知动滑轮重200N ，物体A 完全露在水面后滑轮组的机械效率为75%（若不计摩擦、绳重及水的阻力，g 取10N/kg ），则（）A ．物体A 的质量是50kgB ．物体A 的体积是30.2mC ．物体A 的密度是33310kg/m ⨯D ．物体A 在水中匀速上升时滑轮组的机械效率为75%【答案】 C(2012西城一模)12．如图6所示装置，物体B 放在水平桌面上，物体A 通过滑轮组拉住物体B ，此时物体B 保持静止。