物理机械效率

机械与人

机械效率

【知识点一】机械效率

1．有用功：定义：对人们有用的功。

2．额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功 3．总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功 4．机械效率：定义：有用功跟总功的比值 【知识点二】机械效率的测量 ① 原 理：

②应测物理量：钩码重力G 、钩码提升的高度h 、拉力F 、绳的自由端移动的距离S ③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺．弹簧测力计。

④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。 ⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： （1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多； （2）提升重物越重，做的有用功相对就多； （3） 各种摩擦越大做的额外功就多。

（注意：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率）

例1．一台起重机将3600N 的货物提高4m ，如果额外功是9600N ，起重机做的有用功是_____________，总功是___________，机 械效率是___________。

例2．利用一个动滑轮将重70N 的物体匀速提高6m ，设动滑轮重10N ，绳重和摩擦不计，则利用动滑轮所做的额外功是____________，

总功是_________，这个滑轮组的机械效率是___________。

例3．如图1所示，用拉力F 使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（ ）

A ．对物体做的功是额外功

B ．拉力F 做的功是有用功

C ．拉力F 移动的距离是物体移动距离的2倍

D ．增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率

例4．如图2所示，工人用250N 的力将重400N 的物体匀速提升2m ，在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额外

η W 有 用 W 总 =

Gh

FS

= 图1

图2

功分别为（）

A．80﹪800J B．80﹪1000J

C．62.5﹪200J D．80﹪200J

例5．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图3所

示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N ，则斜面的机械效率是．

例6．如图4所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高0.2m ，拉力大小F=16N，拉力移动的距离为0.5m．拉力所做的功为 J，有用功为 ?J，杠杆的机械效率为．课堂练习

例1．小明用如图9所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点。

（1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η= ．（用物理量的符号表示）（2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将填“大于”、“等于”或“小于”）第F1，此次弹簧测力计做的功将（填“大于”、“等于”

或“小于”）第一次做的功．

（3）他将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则第

3次杠杆的机械效率与前

两次相比（最大/最小/三次相等）．

例2．在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑

轮测定前4组数据，用二

个动滑轮和二个定滑轮得第5组数据，测得数据如表：

（1）请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法．

（2）实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计．

（3）表格中变化①处数据应为；根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为

N．

（4）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与无关．

（5）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和有关．

（6）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”．你认为这句话是的（填“正确”

图3 图4 图9

或“错误”）．你是用小明

收集的数据中两组数据对比分析来判断的．

【知识点三】影响机械效率大小因素

1、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多；

2、提升重物越重，做的有用功相对就多；

3、各种摩擦越大做的额外功就多。

【经典例题】

例1．如图13，两个滑轮组由每个质量都相同的滑轮组成，用它们分别将重物G1，G2提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法

中正确的（）

A．若G1 = G2，拉力做的额外功相同

B．若G1 = G2，拉力做的总功相同

C．若G1 = G2，甲的机械效率大于乙的机械效率

D．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变

例2．如图14所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，

机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则（）

A．W1 = W2η1= η2B．W1 = W2η1< η2

C．W1 < W2η1> η2D．W1 > W2η1< η2

例3．如图15，滑轮重G1=G3＜G2，机械效率分别为η1、η2、η3，比较下列机械效率η1η2，η1η3（选填：“大于”

或“等于”或“小于”）．

例4．如图16，取下2个钩码，,此时滑轮组的机械效率将（选填：“增大”、“减小”或“不变”）．

例5．小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图17所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（）

A．F1 >?F2，η1 =?η2B．F1 >?F2，η1 >?η2

C．F1 ?η2

【基础练习】

1．在不计绳重和摩擦的情况下利用如图所18示的甲、乙两装置分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度．若用η甲、η乙表示甲、

F2 F1

图13

乙

甲图14

图15 图16

图17