五、机械效率

1、第五节:机械效率你知道生活中的 一词吗？种子的发芽率种子的发芽率树的成活率树的成活率油烟净化率油烟净化率工作效率工作效率 “率”=有用量/总量表示事物某一方面的优劣。有用功、额外功、总功有用功、额外功、总功2. 机械效率机械效率额外功额外功 在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫做额外功。有用功有用功 必须做的功，叫做有用功。 为实现目的而做的功 克服机械自身（如动滑轮、绳子、杠杆）的重力和摩擦等而做的功F做的功为总功。有用功和额外功的和为总功。直接用于提升物体做的功为有用功提升机械（滑轮、杠杆）做的功为额外功（不考虑摩擦）W有=G物hW总=W有用+ W额外W总=Fs作用在机械上的动

2、力作用在机械上的动力动力作用点移动的距离动力作用点移动的距离机械效率：总有用WWFsGh额外有用有用WWW总额外总WWW 例、用动滑轮将重例、用动滑轮将重20N的钩码提高的钩码提高30cm，绳子末端实际，绳子末端实际所用拉力是所用拉力是12N，这个动滑轮的机械效率是多少？，这个动滑轮的机械效率是多少？J4m2 . 0N20hGW有%3 .83J8 . 4J4J8 . 4m4 . 0N12总有总WWsFW解：解：n=2s=2hsh1、定义：、定义： 与与 的比值叫机械效率。的比值叫机械效率。%100总有用WW2、公式：、公式： =%100总有用WWGhFS推导式：推导式：有用功有用功总功总功机械

3、效率的概念注意注意：（1）机械效率机械效率没有单位是一个比值没有单位是一个比值 .由于额外功可不避免，总有由于额外功可不避免，总有W有用有用W总总，因此，因此总是总是100。（2）机械效率机械效率为什么总是小于为什么总是小于1?题题1:1:如图所示，工人用定滑轮匀速提升重如图所示，工人用定滑轮匀速提升重为为180 N180 N的物体，所用的拉力为的物体，所用的拉力为200 N200 N，在，在5s5s内物体升高的高度为内物体升高的高度为2 m2 m此过程中，求：此过程中，求： (1)(1)有用功；有用功； (2)(2)总功的功率；总功的功率； (3)(3)定滑轮的机械效率定滑轮的机械效率 题题

4、2:2:如图所示的滑轮组匀速提升物体已如图所示的滑轮组匀速提升物体已知物重知物重G G=240=240牛，手的拉力牛，手的拉力F F=100=100牛，手上牛，手上升距离为升距离为3030厘米厘米, ,则有用功为多少焦耳则有用功为多少焦耳? ?该该滑轮组的机械效率为多少滑轮组的机械效率为多少? ?G解解: :由图由图n=3n=3 h h= s=10cm s=10cm13W W有有=Gh=240 =Gh=240 N N0.1m=24J J W W总总=Fs=100 =Fs=100 N N0.3m=30J J = = 100%=80% W W有有W W总总24J J30J J F答答:动滑轮重的两

5、种求法：动滑轮重的两种求法：F=1/n （G 物物+ G动动 ）W额外额外G动动 h 题题3 3、某同学用动力臂是阻力臂某同学用动力臂是阻力臂2 2倍倍的杠杆将重的杠杆将重400N400N的石头抬高的石头抬高20cm,20cm,手手向下压的力是向下压的力是220N,220N,手下降的高度是手下降的高度是_cm,_cm,人做的功是人做的功是_J,_J,有用功是有用功是_J,_J,这根杠杆的机械效这根杠杆的机械效率是率是_._.40888090.9%活动11.7- 再探动滑轮再探动滑轮用弹簧测力计沿用弹簧测力计沿 方向方向 拉动滑拉动滑轮，使挂在下面的钩码缓慢匀速上升。轮，使挂在下面的钩码缓慢匀速

6、上升。Fsh竖直匀速绳端受到的拉力绳端受到的拉力F-绳端移动的距离绳端移动的距离s-物体（钩码）的重力物体（钩码）的重力G-物体（钩码）上升的高度物体（钩码）上升的高度h-FsGh=总有WW，改变钩码的数量，重复上述测量改变钩码的数量，重复上述测量.想一想想一想想一想想一想如何多次进行实验如何多次进行实验?如何设计实验表格如何设计实验表格?123实实验验次次数数钩码的钩码的重力重力G钩码被提钩码被提升的高度升的高度h动滑轮提动滑轮提升钩码所升钩码所做的功做的功W1手对绳手对绳端的拉端的拉力力F人手拉人手拉绳端移绳端移动的距动的距离离S人手拉人手拉绳子所绳子所做的功做的功W2NmJJNm0. .

7、200.200.250. .400.400.50提高机械效率的方法：（1）在有用功不变的情况下，减小额外功。）在有用功不变的情况下，减小额外功。（如减小（如减小 的重力、绳重、摩擦）的重力、绳重、摩擦）提升相同物体，动滑轮越多，机械效率越低。提升相同物体，动滑轮越多，机械效率越低。 （2）在额外功不变的情况下，增大有用功。）在额外功不变的情况下，增大有用功。（如增大（如增大 ） 相同的机械，提升物体越多，机械效率越高。相同的机械，提升物体越多，机械效率越高。动滑轮动滑轮物重物重%100总有用WW有用有用额外%100总有用WW例题2：工人师傅利用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。（1）若

8、工人师傅用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提升，求该滑轮组此时的机械效率。（2）若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m，求拉力F在这一过程中所做的功。某同学的解题过程如下：（2）W有用=Gh =900N2m=1800J W总=W有用/=1800J/0.8=2250J正确的解题过程如下：（2）因为不计摩擦，所以 （3）当提900N物体时，拉力W总= =500N2 2m=2000J 题题4、为了提高滑轮组的机械效率，以下做为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是法中正确的是 .D题题5 5、如图是工人师傅提升重物的示意图，如图是工人师傅提升重物的示意图，已知滑轮质量

9、相同，若把同一货物匀速提已知滑轮质量相同，若把同一货物匀速提升相同的高度（不计摩擦）（升相同的高度（不计摩擦）（ ）FFB1.下列关于机械效率的说法中正确的是下列关于机械效率的说法中正确的是( )A.做功多的机械，机械效率一定高做功多的机械，机械效率一定高B.单位时间内所做的功越多，机械效率越高单位时间内所做的功越多，机械效率越高C.使用任何机械的目的都是为了省功使用任何机械的目的都是为了省功D.使用任何机械，它的机械效率总小于使用任何机械，它的机械效率总小于1D2.有甲、乙两台机器，甲机器的机械效率是有甲、乙两台机器，甲机器的机械效率是90%,乙机器的乙机器的机械效率是机械效率是80%，那么

10、下列说法，那么下列说法 中正确的是中正确的是( )A.甲机器一定比乙机器省力甲机器一定比乙机器省力B.甲机器的功率一定比乙机器大甲机器的功率一定比乙机器大C.甲机器的有用功一定比乙机器多甲机器的有用功一定比乙机器多D.以上说法都不对以上说法都不对D3.在重为在重为4N的动滑轮下面挂一个重的动滑轮下面挂一个重16N的物体，提升的物体，提升物体时摩擦力不计，它的机械效率为物体时摩擦力不计，它的机械效率为 （ ）A. 25% B. 50% C. 80% D. 100% C4.甲、乙两台机械的机械效率分别是甲、乙两台机械的机械效率分别是80% 和和60%，现，现分别使用这两台机械做相同的有用功，那么使

11、用这两分别使用这两台机械做相同的有用功，那么使用这两台机械所做的总功的比是台机械所做的总功的比是 （ ） A.1:1 B.4:3 C.3:4 D.无法断定无法断定B某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，装置如某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，装置如图所示图所示 次数次数物理量物理量123钩码重钩码重G/N钩码上升高度钩码上升高度h/m绳端拉力绳端拉力F/N绳端移动距离绳端移动距离s/m机械效率机械效率（3）比较实验）比较实验1和实验和实验3可得出结论：使用同一滑轮组，可得出结论：使用同一滑轮组， ，可以，可以提高滑轮组的机械效率。提高滑轮组的机械效率

12、。（2）通过实验）通过实验1和实验和实验2的数据分析得的数据分析得 出结论：使用不同的滑轮组，提出结论：使用不同的滑轮组，提升相升相 同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率 。（1）通过表中数据可分析出实验）通过表中数据可分析出实验1是是 用用 图做的实验，实验图做的实验，实验2是用是用 图图 做的实验。做的实验。甲甲乙乙6.如图所示，用滑轮组匀速提升一重为如图所示，用滑轮组匀速提升一重为100 N的重物，所的重物，所用的拉力用的拉力F大小为大小为60 N. 如果物体上升如果物体上升1 m，则，则W总总=_J，W有用有用=_J，=_，如果不计任何摩擦，则动滑轮的重，如果不计任何摩擦，则动滑轮的重G动动= _N.7.用机械效率为用机械效率为90%的滑轮组提起的滑轮组提起270 N的重物，的重物，加在绳子自由端的拉力为加在绳子自由端的拉力为100 N，则滑轮，则滑轮 组上承受组上承受拉力的绳子股数应为拉力的绳子股数应为( )A. 2股股 B. 3股