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机械原理课件--机械效率
结论：串联系统的总效率等于各机器的效率的连 乘积。串联的级数越多，机械系统的效率越低。
（2）并联
设系统的输入功率为Pd ,各机械 的效率分别为η1, η2, ┄, ηk； Pk 为系统的输出功率。则系统的总 功率：
总输出功率为：
并联系统的总效率不仅与各组成机器的效率有关,而 且与各机器所传递的功率也有关。设ηmax和ηmin为各 个机器中效率的最大值和最小值则ηmax<η<ηmin。 若各台机器的输入功率均相等,即
启动阶段： 原动件的速度从零逐渐上升到开始稳 定的过程。 稳定运转阶段： 原动件速度保持常数（称匀速稳 定运转）或在正常工作速度的平均值上下作周期 性的速度波动（称变速稳定运转）。图中T为稳定 运转阶段速度波动的周期，ωm为原动件的平均角 速度。经过一个周期后，运动回到原来的状态。
停车阶段： 原动件速度从 正常工作速度 值下降到零。
假设机械中不存在摩擦，该机械称为理想机械。 此时所需的驱动力称为理想驱动力F0，此力必小 于实际驱动力F。对于理想机械：
此式表明，机械效率等于理想驱动力与实际驱动 力的比。
若用力矩之比的形式表达机械效率为： 式中MF0,MF分别表示为了克服同样生产阻力所需 的理想驱动力矩和实际驱动力矩。从另一角度讲， 同样驱动力F，理想机械所能克服的生产阻力Q0必 大于所能克服的生产阻力Q。 MQ ,MQ0所 对于理想机械 能克服的实 际生产阻力 矩和理想生 产阻力矩。 同理，有下式成立：
第十一章 机器的机械效率 机械在运转过程中，其运动副中的摩擦力是一种 有害阻力，造成动力浪费，降低机械效率，增加 磨损，降低工作可靠性，寿命下降。因此研究机 械中的摩擦对机械效率的影响，对改善机械运转 性能和提高效率有重要意义。 11.1 机器的运动和功能的关系 1．机械的运转阶段及特征 机械系统的运转从开始到停止的全过程可以分为 以下三个阶段：启动阶段、稳定运转阶段及停车 阶段。
机械效率ppt
案例三：某科研设备的效率分析
总结词
该科研设备的效率不稳定，受多种因素影响，如电源 波动、环境温度和操作人员技能等。
详细描述
科研设备的运行效率受到多种因素的影响。电源的波 动、环境温度的变化以及操作人员的技能水平都会对 设备的效率产生影响。此外，科研设备的运行过程中 往往需要进行复杂的操作和控制，如果操作人员不具 备相应的技能和经验，就会导致设备的运行效率降低 。因此，为了提高科研设备的机械效率，需要综合考 虑各种因素的影响，并采取相应的措施进行优化和控 制。
机械效率
汇报人：可编辑 2023-12-27
• 机械效率的定义 • 影响机械效率的因素 • 提高机械效率的方法 • 机械效率的应用 • 机械效率的案例分析
目录
01
机械效率的定义
定义
01
机械效率是指机械在工作中所做的有用功与总功的 比值，即输出功与输入功的比值。
02
有用功是指机械在工作过程中克服所有阻力所做的 功，总功是指输入到机械中的功。
案例二：某农业机械的效率分析
总结词
该农业机械的效率较高，主要得益于先进的设计和良好的维护。
详细描述
这款农业机械采用了先进的技术和设计理念，使得其在作业过程中能够高效地完成任务。同时，该机 械在维护方面也做得非常好，定期进行保养和检查，确保机械始终处于良好的工作状态。此外，操作 人员的培训和指导也使得机械能够发挥出最佳的工作效率。
如飞机发动机、卫星姿态控制系统等，机械效率的提高有助于提升航空
航天技术的水平和安全性。
05
机械效率的案例分析
案例一：某工厂的机械效率分析
总结词
该工厂的机械效率较低，主要原因是设备老化、维护不当和操作不规范。
机械效率课件ppt
5. 开始实验，手动转动滑轮组，使滑轮组转动一定距离 ，同时记录测力计和计时器数据。
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6. 重复实验多次，以获取更准确的数据。
数据记录与处理
01
记录每次实验中测力计 和计时器的数据，整理 成表格。
02
根据测力计和计时器的 数据，计算每次实验中 滑轮组转动的机械效率 。
03
分析实验数据，得出机 械效率与作用在滑轮上 的力、转动距离和时间 之间的关系。
发动机的机械效率。
总结词
采用轻量化材料
详细描述
采用轻量化材料，如铝合金和复合材料等 ，以降低发动机重量，减少能量损耗，提 高机械效率。
总结词
定期保养维护
详细描述
定期对汽车发动机进行保养维护，确保其 正常运行，及时更换磨损部件，以提高机 械效率。
PART 06
机械效率的发展趋势与展 望
新型材料的应用
通过调整切削参数，如切削深度、进 给速度和切削液等，以减少切削阻力 ，提高切削效率。
06
详细描述
采用新型刀具材料，如硬质合金和陶瓷等，以 提高刀具的耐磨性和切削性能，从而提高机床 的机械效率。
提高抽水机机械效率的案例
总结词
减少摩擦损失
详细描述
通过改进抽水机的轴承和密封装置 ，减少摩擦损失，降低能量损耗， 从而提高抽水机的机械效率。
2. 将滑轮组固定在支架上，调整滑轮组的高度，使测力 计能够水平测量力的大小。
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3. 将测力计和计时器连接到滑轮组上，确保测力计能够 准确测量作用在滑轮上的力，计时器能够准确记录转动时 间。
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4. 使用刻度尺测量滑轮组转动的距离，确保测量准确无 误。
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6. 重复实验多次，以获取更准确的数据。
数据记录与处理
01
记录每次实验中测力计 和计时器的数据，整理 成表格。
02
根据测力计和计时器的 数据，计算每次实验中 滑轮组转动的机械效率 。
03
分析实验数据，得出机 械效率与作用在滑轮上 的力、转动距离和时间 之间的关系。
发动机的机械效率。
总结词
采用轻量化材料
详细描述
采用轻量化材料，如铝合金和复合材料等 ，以降低发动机重量，减少能量损耗，提 高机械效率。
总结词
定期保养维护
详细描述
定期对汽车发动机进行保养维护，确保其 正常运行，及时更换磨损部件，以提高机 械效率。
PART 06
机械效率的发展趋势与展 望
新型材料的应用
通过调整切削参数，如切削深度、进 给速度和切削液等，以减少切削阻力 ，提高切削效率。
06
详细描述
采用新型刀具材料，如硬质合金和陶瓷等，以 提高刀具的耐磨性和切削性能，从而提高机床 的机械效率。
提高抽水机机械效率的案例
总结词
减少摩擦损失
详细描述
通过改进抽水机的轴承和密封装置 ，减少摩擦损失，降低能量损耗， 从而提高抽水机的机械效率。
2. 将滑轮组固定在支架上，调整滑轮组的高度，使测力 计能够水平测量力的大小。
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3. 将测力计和计时器连接到滑轮组上，确保测力计能够 准确测量作用在滑轮上的力，计时器能够准确记录转动时 间。
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4. 使用刻度尺测量滑轮组转动的距离，确保测量准确无 误。
机械效率PPT课件
轻载时，机械效率高；重载时，机械效率低。因此，在实际应
用中需要根据负载情况选择合适的机械设备。
负载波动对机械效率的影响
03
负载波动会导致机械设备运行不稳定，增加能量损失和维修成
本，降低机械效率。
润滑对机械效率的影响
01
02
03
减少摩擦损失
良好的润滑可以减少机械 部件之间的摩擦和磨损， 降低能量损失和维修成本 ，提高机械效率。
健身器材效率
高效率的健身器材能够提供更好 的锻炼效果，提高运动效率。
办公用品效率
高效率的办公用品能够提高工作 效率，减少时间和资源的浪费。
THANKS
感谢观看
1. 确定研究对象和工作过程 。
01
3. 根据力的平衡条件和功的
定义，计算有用功和总功。
02
03
4. 利用机械效率的公式计算 机械效率。
04
05
5. 对计算结果进行分析和讨 论，提出提高机械效率的措
施和建议。
03
影响机械效率的因素
摩擦对机械效率的影响
摩擦损失能量
机械部件之间的摩擦会产生热量，导 致能量损失，降低机械效率。
运输效率。
车辆维护与保养
定期对车辆进行维护和保养，可以 确保车辆处于良好状态，减少故障 发生的可能性，提高运输安全性和 效率。
路况与交通状况
良好的路况和畅通的交通能够减少 运输过程中的延误和浪费，提高运 输效率。
日常生活中机械效率的应用
家用电器效率
高效率的家用电器能够减少能源 浪费，降低家庭开支。
润滑技术
在机械部件之间添加适量的润滑剂，如润滑油、润滑脂等 ，可以形成一层润滑膜，减少部件之间的直接接触，降低 摩擦损失。
机械效率PPT课件
综合测量法
结合直接测量法和间接测 量法，对多个相关物理量 进行测量和计算，以提高 测量精度和可靠性。
机械效率的评估标准
行业标准
根据机械所属行业和使用要求，制定 相应的机械效率评估标准，以评估机 械的性能和质量。
国家标准
国际标准
由国际组织或地区性标准化机构制定 的机械效率评估标准，适用于国际贸 易和跨国公司的机械产品评估。
设备老化
设备长时间使用后，磨 损、腐蚀等现象会导致
效率下降。
提高机械效率的途径
01
02
03
04
优化设计
通过改进机械结构、减小加工 余量、降低摩擦阻力等优化设
计措施，提高机械效率。
选用高效设备
选用高效能、低能耗的设备， 提高整体机械效率。
加强维护保养
定期检查、保养设备，及时更 换磨损件，保持设备良好状态。
未来研究方向与前景展望
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
新型材料研发
研究新型高性能材料， 提高机械部件的耐磨性、 耐腐蚀性和耐高温性能， 延长机械使用寿命。
先进制造技术
发展增材制造、精密加 工等先进制造技术，提 高机械加工的精度和效
率。
集成化与系统优化
实现机械系统的集成化 和模块化设计，优化系 统整体性能，提高机械 效率。同时，运用系统 优化方法，对机械系统 的各个环节进行协同优 化，实现全局最优。
能源管理体系建设
建立能源管理体系，对机械能耗 进行监测、分析和优化，实现能
源的高效利用。
机械效率的测量与评
04
估
机械效率的测量方法
直接测量法
通过测量输入功和输出功 来计算机械效率，适用于 简单机械系统。
《初中物理》机械效率
机械效率知识集结知识元机械效率概念知识讲解机械效率1．有用功：定义：对人们有用的功。
公式：滑轮：W有用=Gh（提升重物）=W总-W额=ηW总斜面：W有用=Gh2．额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。
公式：W额=W总-W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=fL 3．总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用+W额=Fs=斜面：W总=fL+Gh=FL4．机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。
②公式：η=斜面：单个定滑轮：单个动滑轮：常规滑轮组：③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
通常用百分数表示。
某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。
机械效率的测量及影响因素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：动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
提升重物越重，做的有用功相对就多。
摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就越多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
例题精讲机械效率概念例1.因为有用功总____〔填“大于、小于或等于”）总功，所以机械效率总小于1．提高机械效率的途径是减小____功，滑轮组的机械效率越高，说明额外功在总功中所占的比例____（填：“越大”或“越小”）例2.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法把不同的重物提起相同的高度（G甲>G乙），绳重摩擦忽略不计。
在物体匀速上升的过程中，甲图机械效率比乙___（选填“大”、“小”或“相等”），说明理由_________________________________________________________。
例3.如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体（G甲=G乙>G动）在相同时间内匀速提升相同的高度（不计摩擦），则所用拉力F甲____F乙，拉力做功的功率P甲____P乙，机械效率η甲____η乙．（选填“>”、“<”或“=”）例4.如图所示，用甲、乙两种装置将物体匀速提升相同高度，物体重均为10N，滑轮重均为1N，不计绳重和摩擦，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是η1和η2，则F1___F2，η1___η2．（选填“>”、“<”或“=”）例5.如图所示，用同样的轻绳（不计绳重）和滑轮安装成甲、乙两种装置。
第十章机械效率
三、机器的自锁
1、机器的自锁条件：
Wf Wd
W 0 f
1
0
1
若机器原来就在运动，那它仍能运动， 但此时 W，∴机器不作任何有用的功， r 0 机器的这种运动称空转。 (1) Wf W d
0
若机器原来就不动，无论驱动力为 多大，它所作的功（输入功）总是刚好 等于摩擦阻力所作的功，没有多余的功 可以变成机器的功能。∴机器总不能运 动，即发生自锁。
上海海运大学专用
R vAB A v
A N N
P B Q (a) Q (b )
Ff B
反行程：
tg( ) tg
°
°
M Qr ( tg ) 0
,
A B
∴
三角螺纹摩擦大，效率低，应用于联接的螺旋。 方螺纹应用于传递运动和动力的螺旋。
W W
1
上海海运大学专用
f d
—— 损失系数。
η —— 机器的机械效率，效率。
(1) 变速稳定运转：在一个运动循环中讨论效率的！
W W W W E E 0 d r f G 0
在Tp内任一瞬时:
W W W d r f
Wr 瞬时效率(变化) Wd
W W W d r f
上海海运大学专用
(2)
W d W f
0
机器必定发生自锁。
综合两种情况，机器自锁条件：
0
2、机器的运动行程 正行程：
（ 0 有条件的自锁）
驱动力作用在原动件时，运动从原动件向从动件传递的过程。 反行程:
将正行程的生产阻力作为驱动力，运动从从动件向原动件传递。
机械效率
机械效率知识与技能1、了解什么是有用功、额外功和总功。
2、理解什么是机械效率。
知识精析1、有用功、额外功和总功（1）有用功：为了达到某一目的而必须做的功。
如提沙子上楼时对沙子做的功就是有用功。
（2）额外功：对人们完成某件事情来说没有用，但又不得不做的功，如提沙子上楼时对桶、滑轮等做的功就是额外功。
（3）总功：使用机械时，动力做的功，它实际包括有用功和额外功。
2、机械效率为了表示有用功在总功中所占的比例，物理学中引入了机械效率，它等于有用功W有与总功W总之比。
用公式表示为式中η表示机械效率，它是一个百分数，且总小于100%。
η的值越大，表明有用功在总功中所占的比例越大，做功的效率越高。
典型例题例1、判断下列说法是否正确（）（1）机械效率高的机械越省力。
（2）做有用功多的机械，机械效率越高。
（3）总功一定，做有用功多的机械效率高。
（4）额外功在总功里占的比例越小，机械效率就越高。
（5）只要改进机械结构，尽量减小摩擦，机械效率就能等于1。
分析与解：根据机械效率η=W有用/W总=W有用/（W有用+W额外）分析以上几个问：（1）机械效率越高的机械，有用功占总功的百分比就越大，但是不一定省力，机械效率是有用功跟总功的比值，它的大小与省不省力无关。
（2）机械效率由有用功和总功两个因素决定，不能说有用功越多，机械效率就越高，因为有用功一个因素不能决定机械效率的高低。
（3）总功一定，做有用功多的机械效率高，这种说法是正确的。
（4）因为W总=W有用+W额外，所以额外功在总功中占的比例越小，则有用功在总功中占的比例越大，机械效率就越高，这是对的。
（5）只要能改进机械结构，尽量减小摩擦，机械效率就能等于1，这种说法是错误的。
因为做额外功是不可避免的，有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
答案：正确的结论是（3）和（4）。
例2、在测定滑轮组机械效率的实验中，朱钢同学手拉弹簧测力计使钩码向上缓缓做__ ________运动，并将一组实验数据填入下表，请你完成实验表格。
机械效率(讲义及解析)
机械效率（讲义及解析）一、知识点睛机械效率：（1）公式：（2）求解有用功或总功时，能够直截了当用对应的力乘以距离；也能够用关系 W 总=W 有+W 额。
（3）阻碍机械效率的因素有物重、机械自重、摩擦等。
杠杆的机械效率：F有用功：杠杆作用在物体上的拉力所做的功，即；总功：施加的动力所做的功，即。
额外功：克服杠杆自重所做的功。
机械效率：。
滑轮（组）的机械效率：有用功：作用在物体上的拉力所做的功，即；总功：绳子自由端拉力所做的功，即。
额外功：克服滑轮自重所做的功。
机械效率：。
斜面的机械效率有用功：克服物体重力所做的功，即。
总功：沿斜面施加的拉力所做的功，即。
额外功：克服摩擦所做的功。
机械效率：。
二、精讲精练现有重 800N 的木箱 A，小李同学想把它搬到高为 6m、长为10m 的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用 600N 的拉力使木箱 A 以 0.2m/s 的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端。
求：（1）小李同学拉木箱的功率是多大？（2）该斜面的机械效率是多少？（3）木箱 A 在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？一辆小汽车正在匀速爬上六盘山一段坡长是 1000m、坡高 h 是60m 的盘山路，小汽车的质量 m 是 1000kg，小汽车的牵引力 F是 720N。
（1）如图所示，上山的路修成盘山弯曲的，目的是。
（2）假如小汽车内坡所用时刻为 60s，求汽车牵引力做功的功率是多大？（3）这段盘山路的机械效率是多少？（取 g=10N/kg ）在某个仓库，小华看到工人利用斜面把物资推到车内，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，因此他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录实验数据如下表：（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向移动（填“左”或“右”）。
八年级物理机械效率
八年级物理机械效率一、机械效率的概念。
1. 定义。
- 机械效率是指有用功跟总功的比值。
用公式表示为eta=frac{W_有}{W_总}，其中eta表示机械效率，W_有表示有用功，W_总表示总功。
机械效率是一个比值，没有单位，通常用百分数表示。
- 例如，用滑轮组提升重物时，我们的目的是把重物提升一定高度，所以克服重物重力做的功就是有用功W_有=Gh（G是重物重力，h是重物提升的高度）；而人对滑轮组做的功就是总功W_总=Fs（F是拉力，s是拉力移动的距离）。
2. 意义。
- 机械效率反映了机械性能的好坏。
机械效率越高，表示机械对能量的利用率越高，在做相同的总功时，有用功占总功的比例越大。
- 例如，一个机械效率为80%的机械比一个机械效率为60%的机械性能要好，因为在做相同的总功时，前者能做更多的有用功。
二、有用功、额外功和总功。
1. 有用功。
- 有用功是人们为了达到目的必须要做的功。
- 在不同的机械做功场景中有不同的计算方法。
- 如使用斜面将物体推到高处，有用功W_有=Gh（G为物体重力，h为物体被推到的高度）；用杠杆撬物体时，有用功也是克服物体重力做的功，同样W_有=Gh。
2. 额外功。
- 额外功是人们不需要但又不得不做的功。
- 产生额外功的原因主要有机械自身的重力、机械部件之间的摩擦等。
- 例如，使用滑轮组时，克服动滑轮重力做的功就是额外功的一部分，如果滑轮组的机械部件之间存在摩擦，克服摩擦做的功也是额外功。
设动滑轮重力为G_动，提升高度为h，则克服动滑轮重力做的额外功W_额1=G_动h；若摩擦力为f，拉力移动距离为s，则克服摩擦做的额外功W_额2=fs。
所以总的额外功W_额=G_动h + fs。
3. 总功。
- 总功是有用功与额外功之和，即W_总=W_有+W_额。
- 在简单机械中，总功也可以根据力和在力的方向上移动的距离来计算，如W_总=Fs（F是作用在机械上的力，s是力的作用点移动的距离）。
三、滑轮组的机械效率。
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绳端拉钩码重机械大致相同的
提升速度兰兰的实验记录
10 4．2 15
6．0
控制因素
猜想4可能与钩码被提升的高度有关。
芳芳和兰兰分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表。
（1）请帮助兰兰完成表中的一项计算；（2）请根据她俩的实验记录，分别在表中写出
探究结果。
（3）归纳她俩的实验探究，你所得的结论是：
二链课外空间遨游
射到与地球自转周期（23 h 56 min 4 s）同步的轨道上的通信卫星。这种卫星的轨道高度为35 786km，轨道平面与地球赤道平面的交角为零，即卫星发射到赤道上空与地球自转同向运行，从地面上任意观察点看去，卫星是静止不动的。所以这样的同步轨道通信卫星也常常叫做静止通信卫星，而这样的卫星轨道叫做地球静止卫星轨道。目前绝大多数的卫星通信系统采用静止通信卫星。从静止通信卫星向地球引两条切线，两切线的夹角为17.34°，这样一颗静止通信卫星能供地球上近三分之一的地区通信。如果发射三颗静止通信卫星，彼此相隔120°，就能覆盖全球大部分地区，实现全球通信。卫星上的天线所辐射的电波，参考答案与解析：参考答案与解析：1.10000 80%解析解析：有用功与额外功之和等于总功。2.D解析解析：解本题的关键，一是确定承担物重的绳子股数，根据“截线法”知n=4；二是确定哪个是总功，哪个是有用功。对地球的覆盖区域基本是稳定的，在这个覆盖区内，任何地球站之间可以实现24小时不间断通信。主要用于陆地固定通信,如电话通信、电视节目的转播等，但也用于海上移动通信，不过，它不象陆上蜂窝移动通信那样有那么多的基站，只有卫星是一座大的基站，移动业务交换中心依然设在岸上（称为岸站），海上移动终端之间（即船舶与船舶之间）的通信，需经卫星两跳后才能实现，例如，如果甲船需同乙船联系，那么，甲船将信号发至卫星，经卫星一跳到达岸站上的移动业务交换中心，然后，岸站又将信号发至卫星，再经卫星一跳到达乙船。25.地球同步通信卫星相对于地球是________，相对于太阳是________。26.查找资料，了解我国第一颗同步通信卫星是哪一年发射的？你有何感想？W总=Fs=800N×4m=3200J，∵s=4h，∴h= s = 1m, n W有=Gh=2000N×1m=2000J，η= W有W总× 100% = 2000 J × 100% = 62.5% 3200 J F。3.A解析：额外功小于有用功，总功等于解析：有用功加额外功，说明有用功与总功的比值大于0.5。4.被提升的物重800N解析：可根据η =解析不计摩擦，所以W动滑轮重200N G G变形求得物重，因为nF额外图8-70 =G轮h，故只要先求出额外功就可求得动滑轮重G轮。(1 η = W有W总= G物⋅ h Fs = G物⋅ h F ⋅ nh = G物F ⋅n ∴ G物= ηFn = 80% × 200 N × 5 = 800 N一个目标发展是硬道理一个目标发展是硬道理发展成长记录宝库追求目标：题不二错、追求目标：题不二错、团队带动错题题号错解分析正确解法互助记录规律总结(2 W额外= W总− W有G轮h = F ⋅ s − G物h G轮h = F ⋅ nh − G物h G轮= F ⋅ n − G物= 200 N × 5 − 800N = 200 N。5. 80% 5解析两段绳子承担物重，解析：拉力F = 3N，利用机械效率和功率的公式可以计算。6.丙0.5J甲解析解析：做的有用功相同，但
图
8-72图8-69
图8-78图7
三跃课标能力升华
18．（解决问题型题）一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如图8-75所示。若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：
（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？
（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？19.（2005年全国初赛）用一个动滑轮提起重96N的物体(绳重与摩擦不计，所用的拉力为60N，则动滑轮的机械效率为________。若用此动滑轮提起重200N的物体，则拉绳子的速度为______时，拉力的功率为22．4W，这时的机械效率为______。
理解成：“有用功多，机械效率高”；或“总功大，机
械效率低”。
题组练习3
9.如图8-79所示，某人用机械效率为80％的滑轮组
匀速提升重120N的物体，在2s内，绳的自由端移
动了6m。求：
（1）物体上升的高度和速度。
（2）人的拉力为多大？
10.将动滑轮改为定滑轮使用后，在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，则改动后与改动前
20.（方案设计题）如图8-74所示，某矿产工人用200N的水平拉力，抓紧绳子一端，沿水平地面匀速向右运动，在10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m．根据题给条件，请你计算出与本题相关的5个物理量，要求写出简要说明和结果．（g＝取10N／kg）。
21.（新情景题）
中国移动重庆公司的抢险队作为第一支到达灾区的移动通信抢险队，队员们用鲜血和生命架起了一条条抗震救灾无形的生命线，为抗震救灾提供了强有力的通信保障。如图15所示，在通讯线路的抢修现场，起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上。其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的。若每箱设备均重4000N，施工台距离地面的高度为3m。如果起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时，动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N，在忽略钢绳重和摩擦的情况下。
【知识点1小结】机械效率：有用功跟总功的比值。
有用功（W有用）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功。额外功（W额外）：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功。总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功。题组练习2
4.某人用如图8-70所示的滑轮组（不计摩擦力）提升某一重物，所用拉力F为200N，若滑轮组的机械效率为80%。求（1）被提升的物重？（2）动滑轮重？
17.（新情境题）司机师傅很轻松地转动方向盘就能改变汽车的行驶方向，为什么会有这样的效果呢？同学们利用如图所示装置进行了研究，用弹簧测力计拉着绕在大轮上的细绳向上运动时，小轮绕着共同的轴心转动可以提升物体。要使挂在小轮
上重力为2N的物体匀速上升10cm，则测力计的
示数为0.8N，上升距离为30cm。由此可知，利用此装置可以（选填省力或省功）,其机械效率是。
被拉下4m，下列说法中正确的是( A．总功是3200J，机械效率是40％B．有用功是8000J，机械效率是40％C．有用功是3200J，机械效率是62.5％D．总功是3200J，机械效率是62.5％
3.使用机械时，若额外功小于有用功，则该机械的
机械效率(
A．大于0．5 B．小于0．5 C．大于1 D．等于0．5
5.如图8-81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，此时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。
6.各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图8-77三种做功情况(没滑轮规格相同，产生额外功最多的应是图。若钩码(m=50g在三种情况中均被提高1米，各种情况机械做的有用功均为，由此可判断出图的机械效率最大。
（1）起重机提升一箱设备时，对箱子做的有用功是多少？
（2）动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多大？
（3）在安全操作的前提下，为了节省时间，加快施工进度，起重机同时将两箱设备以0.1m/s的速度匀速提升到施工台。求这种情况下，动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大？
22.（学科间综合题）芳芳和兰兰运用如图图8-71所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其它因素，是否会影响它的机械效率呢？大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种：
24.（08黄冈）建筑工地上，施工人员用起重
机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料(如图。绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6×10
3
N
，
不计滑
轮、吊钩、绳的自重及摩擦，一次最多能起吊N的建筑材料，实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4×103N的建筑材料，且将建筑材料1s内匀速吊起了1m，起重机的功率是W，机械效率为。若吊起的建筑材料重力减小，机械效率将。(“增大”、“减小”或“不变”
一链中考典题实战
23.（08长沙）小明用如图所示的滑轮组将一个
重为120N的物体匀速提升2m，所用的拉力为50N，此时拉力所做的功为，滑轮组的机械效率为
；若仍
用该滑轮纽提升一个重为I70N的物体．此时滑轮组的机械效率为
，则W、
、
分别是(不计绳重和摩
擦
A、240J，80％，85％B、300J，80％．85％C、300J，80％，80％D、240J，75％，80％
猜想1可能与匀速提升的速度大小有关；猜想2可能与被提升的钩码重有关；猜想3可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关；
图
8-71
图
8-74图
8-75
芳芳的实验记录
较小提升速度绳端拉力（N）钩码重
（N）
机械效率较大提升速度探究结果
10 4．2 79.4%
4．2 10控制因素79.4%
探究结果
79.4%
比较（）
A．节省了力B．提高了功率C．降低了效率D．提高了效率
11.某工地用图8-73所示的滑轮组匀速提升质量
为500kg的物体，在重物上升0.8m的过程中，拉力F的功率为2500W，此时滑轮组的机械效率为80%，求：（1）滑轮组做的有用功（g取10N/kg）。（2）重物上升的速度。
12.用如图10所示的滑轮组来拉动钢锭，已知钢锭与
(3若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为多少?
15.（易错题）工人用如图8-72
所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提升，求：（1）该滑轮组此时的机械效率。（2）若用此
提升速度兰兰的实验记录
10 4．2 15
6．0
控制因素
猜想4可能与钩码被提升的高度有关。
芳芳和兰兰分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表。
（1）请帮助兰兰完成表中的一项计算；（2）请根据她俩的实验记录，分别在表中写出
探究结果。
（3）归纳她俩的实验探究，你所得的结论是：
二链课外空间遨游
射到与地球自转周期（23 h 56 min 4 s）同步的轨道上的通信卫星。这种卫星的轨道高度为35 786km，轨道平面与地球赤道平面的交角为零，即卫星发射到赤道上空与地球自转同向运行，从地面上任意观察点看去，卫星是静止不动的。所以这样的同步轨道通信卫星也常常叫做静止通信卫星，而这样的卫星轨道叫做地球静止卫星轨道。目前绝大多数的卫星通信系统采用静止通信卫星。从静止通信卫星向地球引两条切线，两切线的夹角为17.34°，这样一颗静止通信卫星能供地球上近三分之一的地区通信。如果发射三颗静止通信卫星，彼此相隔120°，就能覆盖全球大部分地区，实现全球通信。卫星上的天线所辐射的电波，参考答案与解析：参考答案与解析：1.10000 80%解析解析：有用功与额外功之和等于总功。2.D解析解析：解本题的关键，一是确定承担物重的绳子股数，根据“截线法”知n=4；二是确定哪个是总功，哪个是有用功。对地球的覆盖区域基本是稳定的，在这个覆盖区内，任何地球站之间可以实现24小时不间断通信。主要用于陆地固定通信,如电话通信、电视节目的转播等，但也用于海上移动通信，不过，它不象陆上蜂窝移动通信那样有那么多的基站，只有卫星是一座大的基站，移动业务交换中心依然设在岸上（称为岸站），海上移动终端之间（即船舶与船舶之间）的通信，需经卫星两跳后才能实现，例如，如果甲船需同乙船联系，那么，甲船将信号发至卫星，经卫星一跳到达岸站上的移动业务交换中心，然后，岸站又将信号发至卫星，再经卫星一跳到达乙船。25.地球同步通信卫星相对于地球是________，相对于太阳是________。26.查找资料，了解我国第一颗同步通信卫星是哪一年发射的？你有何感想？W总=Fs=800N×4m=3200J，∵s=4h，∴h= s = 1m, n W有=Gh=2000N×1m=2000J，η= W有W总× 100% = 2000 J × 100% = 62.5% 3200 J F。3.A解析：额外功小于有用功，总功等于解析：有用功加额外功，说明有用功与总功的比值大于0.5。4.被提升的物重800N解析：可根据η =解析不计摩擦，所以W动滑轮重200N G G变形求得物重，因为nF额外图8-70 =G轮h，故只要先求出额外功就可求得动滑轮重G轮。(1 η = W有W总= G物⋅ h Fs = G物⋅ h F ⋅ nh = G物F ⋅n ∴ G物= ηFn = 80% × 200 N × 5 = 800 N一个目标发展是硬道理一个目标发展是硬道理发展成长记录宝库追求目标：题不二错、追求目标：题不二错、团队带动错题题号错解分析正确解法互助记录规律总结(2 W额外= W总− W有G轮h = F ⋅ s − G物h G轮h = F ⋅ nh − G物h G轮= F ⋅ n − G物= 200 N × 5 − 800N = 200 N。5. 80% 5解析两段绳子承担物重，解析：拉力F = 3N，利用机械效率和功率的公式可以计算。6.丙0.5J甲解析解析：做的有用功相同，但
图
8-72图8-69
图8-78图7
三跃课标能力升华
18．（解决问题型题）一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如图8-75所示。若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：
（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？
（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？19.（2005年全国初赛）用一个动滑轮提起重96N的物体(绳重与摩擦不计，所用的拉力为60N，则动滑轮的机械效率为________。若用此动滑轮提起重200N的物体，则拉绳子的速度为______时，拉力的功率为22．4W，这时的机械效率为______。
理解成：“有用功多，机械效率高”；或“总功大，机
械效率低”。
题组练习3
9.如图8-79所示，某人用机械效率为80％的滑轮组
匀速提升重120N的物体，在2s内，绳的自由端移
动了6m。求：
（1）物体上升的高度和速度。
（2）人的拉力为多大？
10.将动滑轮改为定滑轮使用后，在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，则改动后与改动前
20.（方案设计题）如图8-74所示，某矿产工人用200N的水平拉力，抓紧绳子一端，沿水平地面匀速向右运动，在10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m．根据题给条件，请你计算出与本题相关的5个物理量，要求写出简要说明和结果．（g＝取10N／kg）。
21.（新情景题）
中国移动重庆公司的抢险队作为第一支到达灾区的移动通信抢险队，队员们用鲜血和生命架起了一条条抗震救灾无形的生命线，为抗震救灾提供了强有力的通信保障。如图15所示，在通讯线路的抢修现场，起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上。其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的。若每箱设备均重4000N，施工台距离地面的高度为3m。如果起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时，动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N，在忽略钢绳重和摩擦的情况下。
【知识点1小结】机械效率：有用功跟总功的比值。
有用功（W有用）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功。额外功（W额外）：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功。总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功。题组练习2
4.某人用如图8-70所示的滑轮组（不计摩擦力）提升某一重物，所用拉力F为200N，若滑轮组的机械效率为80%。求（1）被提升的物重？（2）动滑轮重？
17.（新情境题）司机师傅很轻松地转动方向盘就能改变汽车的行驶方向，为什么会有这样的效果呢？同学们利用如图所示装置进行了研究，用弹簧测力计拉着绕在大轮上的细绳向上运动时，小轮绕着共同的轴心转动可以提升物体。要使挂在小轮
上重力为2N的物体匀速上升10cm，则测力计的
示数为0.8N，上升距离为30cm。由此可知，利用此装置可以（选填省力或省功）,其机械效率是。
被拉下4m，下列说法中正确的是( A．总功是3200J，机械效率是40％B．有用功是8000J，机械效率是40％C．有用功是3200J，机械效率是62.5％D．总功是3200J，机械效率是62.5％
3.使用机械时，若额外功小于有用功，则该机械的
机械效率(
A．大于0．5 B．小于0．5 C．大于1 D．等于0．5
5.如图8-81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，此时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。
6.各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图8-77三种做功情况(没滑轮规格相同，产生额外功最多的应是图。若钩码(m=50g在三种情况中均被提高1米，各种情况机械做的有用功均为，由此可判断出图的机械效率最大。
（1）起重机提升一箱设备时，对箱子做的有用功是多少？
（2）动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多大？
（3）在安全操作的前提下，为了节省时间，加快施工进度，起重机同时将两箱设备以0.1m/s的速度匀速提升到施工台。求这种情况下，动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大？
22.（学科间综合题）芳芳和兰兰运用如图图8-71所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其它因素，是否会影响它的机械效率呢？大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种：
24.（08黄冈）建筑工地上，施工人员用起重
机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料(如图。绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6×10
3
N
，
不计滑
轮、吊钩、绳的自重及摩擦，一次最多能起吊N的建筑材料，实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4×103N的建筑材料，且将建筑材料1s内匀速吊起了1m，起重机的功率是W，机械效率为。若吊起的建筑材料重力减小，机械效率将。(“增大”、“减小”或“不变”
一链中考典题实战
23.（08长沙）小明用如图所示的滑轮组将一个
重为120N的物体匀速提升2m，所用的拉力为50N，此时拉力所做的功为，滑轮组的机械效率为
；若仍
用该滑轮纽提升一个重为I70N的物体．此时滑轮组的机械效率为
，则W、
、
分别是(不计绳重和摩
擦
A、240J，80％，85％B、300J，80％．85％C、300J，80％，80％D、240J，75％，80％
猜想1可能与匀速提升的速度大小有关；猜想2可能与被提升的钩码重有关；猜想3可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关；
图
8-71
图
8-74图
8-75
芳芳的实验记录
较小提升速度绳端拉力（N）钩码重
（N）
机械效率较大提升速度探究结果
10 4．2 79.4%
4．2 10控制因素79.4%
探究结果
79.4%
比较（）
A．节省了力B．提高了功率C．降低了效率D．提高了效率
11.某工地用图8-73所示的滑轮组匀速提升质量
为500kg的物体，在重物上升0.8m的过程中，拉力F的功率为2500W，此时滑轮组的机械效率为80%，求：（1）滑轮组做的有用功（g取10N/kg）。（2）重物上升的速度。
12.用如图10所示的滑轮组来拉动钢锭，已知钢锭与
(3若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为多少?
15.（易错题）工人用如图8-72
所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提升，求：（1）该滑轮组此时的机械效率。（2）若用此